DE3881360T2 - Verfahren zum anbringen eines elektronischen bauelementes auf einem substrat. - Google Patents

Verfahren zum anbringen eines elektronischen bauelementes auf einem substrat.

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DE3881360T2 DE8888403139T DE3881360T DE3881360T2 DE 3881360 T2 DE3881360 T2 DE 3881360T2 DE 8888403139 T DE8888403139 T DE 8888403139T DE 3881360 T DE3881360 T DE 3881360T DE 3881360 T2 DE3881360 T2 DE 3881360T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines elektronischen Bauteils und seiner Kontakte auf einem Träger, wie einer Identifikationskarte oder einer Bankkarte, derart, daß das Bauteil in einer Aussparung untergebracht wird und daß seine Kontakte auf der Karte angeordnet werden.
  • Es ist üblich, Identifikationskarten in vielen Bereichen zu verwenden, insbesondere bei Bank- oder Kreditkarten. Sehr lange Zeit enthielten diese Karten, außer einer Identifikationsnummer und dem Namen des Inhabers, nur eine Magnetauf-Zeichnung, die die Identifizierung durch Magnetlesen erlaubte. Seit einigen Jahren werden diese Karten für andere Funktionen als zur Identifizierung des Inhabers verwendet, insbesondere zum Zwecke des Vorauszahlens und des Schutzes gegen Betrügereien. Zu diesem Zweck enthält die Karte ein elektrisch aktives Bauteil, das durch einen elektrischen Speicher gebildet sein kann, der wahlweise mit einem Mikroprozessor verbunden ist, was insbesondere Anwendungen im Bankwesen erlaubt.
  • Die Kreditkarten mit dieser Technik, die ein elektronisches Bauteil enthalten, werden in unterschiedlicher Weise hergestellt. Gemäß einem ersten Verfahren wird eine Aussparung in der Dicke der Karte eingebracht, um das elektronische Bauteil aufzunehmen. Gemäß einem anderen Verfahren, genannt "Co-Laminage", laminiert man die dünnen Schichten aus Kunststoff (Epoxypolymer, Polyethylen, Polyvinylchlorid... usw.), um das Bauteil herum. Bei der Durchführung dieser Verfahren werden außerdem verschiedene Verfahrensschritte durchgeführt, um die elektrische Verbindung der Klemmen des elektronischen Bauteils mit auf der Oberfläche der Karte angeordneten Metallüberzügen zu gewährleisten.
  • Eines der Verfahren zum Anbringen des elektronischen Bauteils in der in der Karte angeordneten Aussparung und zum Aufbringen der Metallüberzüge auf die Karte, sowie um Verbindungen zwischen den Klemmen der Karte und den Metallüberzügen herzustellen, besteht, wie Fig. 1 zeigt, aus dem Verwenden eines nichtleitenden Films 1, z.B. aus Epoxypolymer, dessen eine Seite das elektronische Bauteil in der Art eines "Chips" (Bezugszeichen 2) und die andere Seite metallisierte Flächen trägt, wie die mit 3, 4 und 5 bezeichneten, die durch Zwischenräume 6 und 7 ohne Metallisierung voneinander getrennt sind. Diese metallisierten Flächen 3, 4 und 5 stehen mit der anderen Seite des Films 1 durch Löcher 8, 9 und 10 in Verbindung, durch die die Enden der Leitungsdrähte 11, 12 und 13 mit den entsprechenden metallisierten Flächen mittels irgendeines, ganz bekannten Mittels verbunden werden, wie mit einem leitenden Kleber. Das andere Ende jedes Leitungsdrahts ist mit einer Ausgangsklemme 14, 15 oder 16 des Chips 2 verbunden.
  • Diesen Verfahrensschritten folgt dann die Umhüllung des Chips 2 mit Harz und ein Aushärten des Harzes, um die Einkapselung des Chips zu erhalten. Man kann dann den Chip in der Aussparung der Karte und die Metallüberzüge an den Rändern der Aussparung durch einfaches Einstecken des Chips und Kleben des Filmträgers 1 auf die Karte nach seinem Schneiden auf die erforderliche Größe anbringen.
  • Das Verfahren, das kurz beschrieben wurde, weist den folgenden Nachteil auf: Der Film 1 und der Kleber, der zum Halten der Metallüberzüge 3, 4 und 5 verwendet wird, können keine Temperaturen über 150ºC vertragen; daraus ergibt sich eine beträchtliche Verlängerung der Aushärtezeit des Harzes, das den Chips 2 einkapseln soll; dies ist aufwendig, insbesondere in einer automatischen Fertigungsstraße.
  • Gemäß dem aus der GB-A-2 081 974 bekannten Verfahren zum Anbringen eines elektronischen Bauteils und seiner elektrischen Verbindungen auf einen Träger wird eine Aussparung zum Aufnehmen des Bauteils in dem Träger, wie einer Karte mit mikroelektrischen Schaltungen, gebildet; eine Metallschicht wird auf diesen Träger aufgebracht und in Kontaktzonen aufgeteilt, die untereinander elektrisch derart isoliert sind, daß jede Zone einer Ausgangsklemme des Bauteils zugeordnet ist; das Bauteil wird auf dem Träger so angebracht, daß es sich in der Aussparung befindet und auf der Metallschicht befestigt ist; die Ausgangsklemmen werden mit den Kontaktzonen verbunden; und das Bauteil und seine elektrischen Verbindungen werden schließlich mit einem geeigneten Harz umhüllt.
  • Gemäß einem aus der EP-A-0 197 438 bekannten Verfahren präpariert man eine Metallschicht mit Kontaktzonen, die durch Trennen gebildet werden. Ein Plättchen aus Kunststoff wird auf dieser Metallschicht und ihren Kontaktzonen befestigt. Das Plättchen enthält eine Aussparung, um ein elektronisches Bauteil aufzunehmen. Nach der Befestigung des Bauteils in der Aussparung werden die Ausgangsklemmen mit den Kontaktzonen der Metallschicht elektrisch verbunden. Das elektronische Bauteil und seine elektrischen Verbindungen werden mit einem geeigneten Harz umhüllt.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorher genannten Nachteile zu vermeiden, indem ein Verfahren zum Anbringen eines elektronischen Bauteils und seiner elektrischen Verbindungen auf einem Träger angewendet wird, das eine höhere Aushärtetemperatur des Harzes zum Umhüllen ermöglicht, wodurch sich eine geringere Aushärtezeit und demzufolge niedrigere Kosten ergeben.
  • Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren zum Anbringen eines elektronischen Bauteils und seiner elektrischen Verbindungen auf einem Träger, der in seiner oberen Fläche eine Aussparung enthält, um das Bauteil aufzunehmen, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
  • a) Aufbringen einer Metallschicht auf einen Arbeitsträger, wie ein Plättchen;
  • b) Befestigen des elektronischen Bauteils auf der Metallschicht im mittleren Bereich von dieser;
  • c) elektrisches Verbinden der Ausgangsklemmen des elektronischen Bauteils mit bestimmten festgelegten Stellen der Metallschicht mittels elektrischer Verbindungen;
  • d) Einkapselung des elektronischen Bauteils und seiner elektrischen Verbindungen mit einem geeigneten Harz;
  • e) Anbringen der aus dem elektronischen Bauteil und der Metallschicht bestehenden Anordnung derart auf dem Träger, daß das elektronische Bauteil und seine elektrischen Verbindungen in der Aussparung untergebracht werden und daß der Umfang der Metallschicht in Kontakt mit der oberen Fläche des Trägers kommt und auf dem Träger befestigt wird;
  • f) Trennen der Metallschicht in Kontaktzonen, die voneinander elektrisch isoliert sind, derart daß jede Kontaktzone einer Ausgangsklemme des Bauteils entspricht.
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich bei der Lektüre der folgenden Beschreibung einer speziellen Ausführungsform, wobei die Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Unterlagen erfolgt, worin zeigen:
  • Fig. 1 eine kavalierperspektivische Ansicht eines Trägerfilms des elektronischen Bauteils und seiner elektrischen Verbindungen zur Ausführung eines Verfahrens nach dem Stand der Technik;
  • Fig. 2 eine kavalierperspektivische Ansicht eines elektronischen Bauteils, das auf eine gleichförmige Metallschicht geklebt ist, mit der die Ausgangsklemmen des Bauteils elektronisch verbunden sind;
  • Fig. 3 eine kavalierperspektivische Ansicht einer Karte, auf die die Anordnung von Fig. 2 geklebt ist, wobei diese Ansicht die letzten Verfahrensschritte zeigt, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der Erfindung durchgeführt werden.
  • Fig. 1 entspricht dem Stand der Technik und ist in der Einleitung beschrieben. Nach Fig. 2 besteht der erste Verfahrensschritt aus dem Herstellen einer Metallschicht 20, z.B. aus Nickel, auf einem nicht dargestellten Arbeitsträger. Diese Metallschicht hat eine gleichmäßige Dicke von einigen 10 Mikron, z.B. 80 Mikron. In der Mitte der Schicht wird ein elektronisches Bauteil 21 mit Hilfe eines Klebers 22 befestigt.
  • Das nicht umhüllte elektronische Bauteil kann zuerst auf der Metallschicht befestigt werden, dann werden die elektrischen Verbindungen hergestellt: seine elektrischen Ausgangsklemmen 23 werden durch irgendein bekanntes Verfahren mit vorbestimmten Stellen 25 der Metallschicht 20 durch Leiterdrähte 24 verbunden.
  • Dann wird ein Verfahrensschritt der Einkapselung des Bauteils und seiner elektrischen Verbindungen durchgeführt, um diese zwei Elemente zu schützen.
  • Wenn man über das Bauteil aus Fig. 2 verfügt, besteht der folgende Verfahrensschritt aus dem Einfügen dieses Bauteils in die Identifikationskarte 30 (Fig. 3). Dafür enthält die Karte eine Aussparung 31, in der das elektronische Bauteil 21 und seine elektrischen Verbindungen 24 und 25 untergebracht werden, wobei dies durch Umdrehen des Bauteils von Fig. 2 erreicht wird. Bei diesem Verfahrensschritt kommt der Umfang der Metallschicht 20 mit der oberen Fläche der Karte 30 in Kontakt, die die Aussparung 31 umgibt. Dieser Umfang ist auf der oberen Fläche durch irgendein bekanntes Mittel befestigt, z.B. mit Hilfe eines Klebers.
  • Der zweite Verfahrensschritt besteht aus dem Durchführen des Trennens der Metallschicht, um eine Kontaktzone 32 durch elektrisches Verbinden zu erhalten, wobei jede Zone offensichtlich von der anderen elektrisch isoliert ist. Das Muster des Trennens ist z.B. jenes, das in Fig. 3 gezeigt ist. Es ermöglicht, acht Kontaktzonen zu erhalten.
  • Dieses Trennen kann in unterschiedlicher Weise durchgeführt werden, z.B. durch chemisches Ätzen mittels einer Maske oder durch mechanisches Entfernen des Metalls durch mechanisches Mikrofräsen oder der Hilfe eines Laserapparats. Natürlich ist dieses Trennen der Tiefe nach auf die Dicke der Metallschicht beschränkt, und es gibt somit keinen erheblichen Angriff auf das Gehäuses des elektronischen Bauteils 21.
  • Es ist aus unterschiedlichen Gründen üblich, daß die äußere Fläche der Kontaktzonen 32 mit Gold bedeckt wird. Dafür wird eine Goldschicht vor dem Verfahrens schritt des Trennens aufgebracht. In diesem Fall muß das Entfernen der Goldschicht an den Trennstellen vorgesehen werden, was beim mechanischen Fräsen oder durch Laser oder mit Hilfe einer Maske bei einem chemischen Verfahren erhalten wird.
  • Das beschriebene Verfahren verwendet weder einen Tragfilm noch einen Kleber zum Befestigen der Kontakte auf dem Film; dies vereinfacht die Verfahrensschritte und vermindert somit die Beschränkungen der Temperatur, die durch diese zwei Elemente während des Verfahrensschritts der Einkapselung hervorgerufen werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Anbringen eines elektronischen Bauteils (21) und seiner elektrischen Verbindungen (24) auf einem Träger (30), der in seiner oberen Fläche eine Aussparung (31) enthält, um das Bauteil aufzunehmen, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
a) Aufbringen einer Metal1schicht (20) auf einen Arbeitsträger, wie ein Plättchen;
b) Befestigen des elektronischen Bauteils (21) auf der Metallschicht (20) im mittleren Bereich von dieser;
c) elektrisches Verbinden der Ausgangsklemmen (23) des elektronischen Bauteils mit bestimmten festgelegten Stellen (25) der Metallschicht (20) mittels elektrischer Verbindungen (24);
d) Einkapselung des elektronischen Bauteils (21) und seiner elektrischen Verbindungen (24) mit einem geeigneten Harz;
e) Anbringen der aus dem elektronischen Bauteil und der Metallschicht bestehenden Anordnung derart auf dem Träger < 30), daß das elektronische Bauteil (21) und seine elektrischen Verbindungen in der Aussparung (31) untergebracht werden und daß der Umfang der Metallschicht (20) in Kontakt mit der oberen Fläche des Trägers (30) kommt und auf dem Träger (30) befestigt wird;
f) Trennen der Metallschicht (20) in Kontaktzonen (32), die voneinander elektrisch isoliert sind, derart daß jede Kontaktzone (32) einer Ausgangsklemme des Bauteils (21) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Trennens der Metallschicht (20) durch chemisches Ätzen mit einer Maske durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Trennens der Metallschicht (20) durch mechanisches Mikrofräsen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Trennens der Metallschicht (20) durch Mikrofräsen mit Hilfe einer Laservorrichtung durchgeführt wird.
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