DE8803653U1

DE8803653U1 - Chipmodul

Info

Publication number: DE8803653U1
Application number: DE8803653U
Authority: DE
Original assignee: Hitachi Semiconductor Europe GmbH
Current assignee: Landshut Silicon Foundry GmbH
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1988-08-11

Description

Hitachi Semiconductor (Europe) GmbH D-33oo Landshut

Chipmodul

Die Erfindung betrifft einen Chipmodul, der insbesondere für Chipkarten und ähnliche Datenträger vorgesehen ist.

Unter einem Chipmodul wird eine Anordnung verstanden, bei der auf oder in einem elektrisch isolierenden Träger eine oder mehrere integrierte Halbleiterschaltungen in Form von Chips, oder ICs angeordnet sind, die mit einem auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Trägers vorgesehenen Leiterbahnsystem über VerbindungsanschlUsse verbunden sind, vobei der Träger mit einem planaren Kontaktfeld zur bidirektionalen Datenkommunikation mit externen Vorrichtungen, z.B. Schreib-ZLeseeinrichtungen, versehen ist, beispielsweise mit einem Kontaktfeld zur direkten galvanischen Kontaktierung oder zur indirekten, kontaktlosen Datenübertragung. Der Träger ist ggfs. noch mit weiteren Schaltungskomponenten bestückt.

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Derartige fjatfngsgemäße Chipmodule, die auch als COB (Chip On Board)-Module bezeichnet werden, sind beispielsweise aus 'Der Elektroniker¹ 1J_ (¹983) 38-43. der Broschüre der Fa. Valvo, ¹ICs auf Folie - die Basis für die Chipkarte¹, 3/85, S. 4, sowie DE 26 03 383 C2,
DE 27 04 266 C2, DE 28 04 693 A1, DE 30 19 207 A1,
DE 30 29 667 A1 , DE 30 29 939 A1, DE 31 11 516 A1,
DE 31 23 198 A1 sowie DE 36 24 852 A1 bzw. EP 23 27 05 A2 bekannt.

Diese Chipmodule stellen Zwischenerzeugnisse dar, die als fertigungstechnisch abgeschlossene Einheiten produziert und unabhängig zu Enderzeugnissen weiterverarbeitet werden können.

Sie werden als IC-Träger insbesondere zum Vergießen in Kunststofformkörpern bzw. sog. Chip-Carrier-Gehäusen, z.B. als Ersatz für die relativ zu großen und aufwendiger herzustellenden sog. DIL-Gehäuse, sowie besonders zur Herstellung von sog. Chipkarten verwendet, die als Daten- und/oder Programmspeicher dienen und in vielfältigster Weise einsetzbar sind, beispielsweise als Ausweiskarten, Speicherkarten, Telefonkarten, Eintrittskarten, Scheckkarten, Kreditkarten und dergleichen, wobei gegenüber entsprechenden bisher üblichen Karten mit Magnetstreifen große Vorteile in der geringeren mechanischen und magnetischen Störanfälligkeit, der höheren Fälschungssicherheit sowie der erhebncn höheren Speicherkapazität und ggfs. auch der 'Intelligenz' bei Vorliegen eines integrierten Mikrocontrollers bzw. Mikroprozessorsystems liegen, in diesen Chipkarten sind entsprechend ein oder mehrere Chipmodule enthalten. Derartige Chipkarten bzw. ihre Herstellung sind beispielsweise beschrieben in der Broschüre der Fa. Valvo, 'ICs auf Folie - die Basis für die unipkarte¹, 3/85, S. 4, sowie in DE 30 29 939 A1 , DE 31 11 516 Al und DE 36 24 852 Al bzw. EP 23 27 05 A2.

Integrierte Halbleiterschaltungen, wie sie auch für Chipmodule herangezogen werden, und insbesondere solche in MOS-Technik, sind in jedem Stadium vom Chip bis zum verkapselten oder vergossenen Bauelement gegenüber elektrostatischen Ladungen außerordentlich empfindlich und können dadurch leicht zerstört werden; sie müssen daher trotz intern vorgesehener Eingangs-Schutzschaltungen während der Verarbeitung an allen Anschlüssen kurzgeschlossen bzw. geerdet sein, worauf abschließend der kurzgeschlossene Zustand zum elektrischen Funktionstest wieder aufgehoben werden muß.

Dies geschieht bei der Herstellung von Chipmodulen grundsätzlich dadurch, daß im Leiterbahnsystem mindestens eine KurzschlußlGiterbahn vorgesehen wird, welche die kurzzuschließenden Leiterbahnen miteinander verbindet und abschließend zugleich nit dem endgültigen Ausstanzen des Chipmoduls aus einem größeren Träger mit abgeschnitten oder abgestanzt wird.

Ein bereits bekannter Chipmodul besteht aus einem Träger, der aus einem endlosen Trägerfilm mit Randperforation ausgestanzt ist, und weist auf der einen Seite des Trägers ein Kontaktfeld mit Kontaktflächen auf, die über Kontaktierungslöcher und damit in Verbindung stehende VerbindungsanschlUsse mit einer integrierten Halbleiterschaltung verbunden ist, die in einem Fenster des Trägers angeordnet ist.

Besonders nachteilig ist bei dieser Ausfuhrungsform des Chipmoduls, daß die integrierte Halbleiterschaltung unmittelbar unter dem in der Chipkarte freiliegenden und erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzten Kontaktfeld liegt, wobei zugleich die Maximalgröße der integrier-

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ten Halbleiterschaltung durch die Kontaktierungslöcher der Kontaktflächen bzw. das Fenster im Träger festgelegt ist. Die bei der Chipmodulherstellung geerdete Kurzschlußleiterbahn ist am äußeren Umfang des Kontaktfelds so vorgesehen, daß von jeder Kontaktfläche eine metallische Verbindung zur Kurzschlußleiterbahn besteht, wobei zwei Chipmodule jeweils nebeneinander auf dem Trägerfilmstreifen angeordnet sind; die Kurzschlußleiterbe-sn schließt entsprechend beide nebeneinanderliegenden Chipmodule ein. Bei der abschließenden, endgültigen Formgebung wird der Chipmodul so aus dem Träger ausgestanzt, daß die Kurzschlußleiterbahn entfernt und der Kurzschluß der Anschlüsse der integrierten Halbleiterschaltung aufgehoben wird. Statische und dynamische Funktionstests sind entsprechend bei derartigen Chipmodulen erst nach der abschließenden Formgebung möglich, da die Entfernung der Kurzschlußleiterbahn erst im letzten Hersteilungsschritt erfolgt; dieser Umstand ist sowohl aus produktionstechnischen als auch aus Handlinggründen sehr nachteilig.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführungsform liegt darin, daß nur außerordentlich wenig Verklebungs- bzw. Laminierungsflachen verbleiben, über die der Chipmodul in eine Chipkarte einlaminiert werden kann, da der Hauptteil der Gesamtfläche des Chipmoduls vom Kontaktfeld eingenommen wird, das bei der resultierenden Chipkarte freiliegt.

Generell gilt für den stand der Technik, daß hinsichtlich der eigentlichen Chipmodulfunktion unnötige zusätzliche Leiterbahnen bzw. Leiterbahnabschnitte vorgesehen wurden, um eine Verbindung funktioneller Leiterbahnen oder von Kontaktflächen mit der im Abstanzbereich vorgesehenen Kurzschlußleiterbahn zu ermöglichen. Hierdurch werden zu-

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gleich unerwünschte parasitäre Kapazitäten oder Induktivitäten hervorgerufen, was ebenfalls nachteilig ist.

Schließlich ist beim erläuterten stand der Technik auch nachteilig, daß die Kurzschlußleiterbahn, da sie als Ganzes entfernt werden muß_s entsprechend nur in den Bereich des Trägers gelegt werden kann, der bei der abschließenden Formgebung entfernt wird.

Außerdem ist bei den bekanntgewordenen Chipmodulen, wie sie insbesondere für Chipkarten verwendet werden, die vollständige, mechanisch sichere Einiaminierung in entsprechende Chipkarten besonders dann problematisch, wenn die Chips bzw. ICs nicht im Bereich des Kontaktfeldes liegen, und besonders, wenn größere Chips bzw. ICs verwendet werden. Aus diesem Grund wurden beim Chipmodul gemäß DE 36 &Sgr; \ 852 A1, bei dem der Chip in einer wannenförmigen Vertiefung der Chipkarte angeordnet ist, im Umfangsbereich der wannenförmigen Vertiefung im elektrisch isolierenden Folienmaterial Bohrungen vorgesehen, um beim Verbinden der Kernfolie der Chipkarte mit dem Kunsxstoffmaterial der wannenförmigen Vertiefung eine nietartige Penetration des Kunststoffs durch die Bohrungen hindurch zu erzielen und damit die mechanische Festigkeit in diesem Bereich zu erhöhen.

Der Erfindung liegt, ausgehend von dem oben erläuterten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Chipmodul und eine Chipmoduleinheit anzugeben, der sich allgemein als IC-Träger zur Herstellung entsprechender Fertigprodukte und insbesondere von Chipkarten eignet, und bei dem bei maximaler Designfreiheit keine funktionell unnötigen bzw. unnötig langen Leiterbahnen oder Leiterbahnabschnitte zur Erdung und zum Kurzschließen der Anschlüsse

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der integrierten Halbleiterschaltung während der Herstellung erforderlich sind und der beim Einlaminieren oder Eingießen in Chipkarten oder vergleichbare Enderzeugnisse zu hoher mechanischer Festigkeit im Chipmodulbereicb führt.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der erfindungsgemäße Chipmodul besteht aus einen Träger aus einem dehnfesten, flexiblen und elektrisch isolierenden Material in Filmform, einem auf einer Seite oder beiden Seiten des Trägers vorgesehenen und mit ihm verbundenen Leiterbahnsystem aus metallischen Leiterbahnen, einer oder mehreren integrierten Halbieiterschaltungen, die auf dem Träger oder in einem im Träger vorgesehenen Fenster auf einem Metallfilm, der das Fenster überdeckt und mit dem Leiterbahnsystem verbunden ist, befestigt und über VerbindungsanschlUsse elektrisch mit dem Leiterbahnsystem verbunden sind, sowie einem Kontaktfeid aus flächigen, mit dem Leiterbahnsystem verbundenen Kontaktflächen; er ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger eine Kurzschlußleiterbahn angeordnet ist, die

- zwischen der dzw. den integrierten Halbleiterschaltungen und den* Kontaktfeld verläuft,

- an Verbindungsstellen mit den Leiterbahnen verbunden ist, welche die Kontaktflächen des Kontaktfei iss mit der bzw. den integrierten Halbleiterschaltungen verbinden, und

- in den Bereichen zwischen den Verbindungsstellen Unterbrechungen in Form von Leiterbahnabtragungen oder von durch den Träger hindurchgehenden Lochern aufweist.

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Dia Löcher sind dabei insbesondere durch Stanzen erzeugt.

Das Verfahren zur Herstellung der Chipmodule gemäß der Erfindung umfaßt folgende wesentliche Schritte:

- Bestücken eines Trägers aus einem dehnfesten, flexiblen und elektrisch isolierenden Material in Filmform, auf dem auf mindestens einer Seite ein Leiterbahnsystem aus metallischen Leitefbahnen vöryöäenön ist, mit einer oder mehreren integrierten Halbleiterschaltungen, wobei der Träger gegebenenfalls ein Fenster aufweist, das von einem mit dem Leiterbahnsystem verbundenen Metallfilm überdeckt ist und in dem die integrierte Halbleiterschaltung befestigt wird;

- elektrischen Anschluß der integrierten Halbleiterschaltungen an das Leiterbahnsystem über Verbindungsar.schlUsse, wobei das Leiterbahnsystem mindestens eine Kurzschlußleiterbahn aufweist, welche die Leiterbahnen miteinander verbindet, die zu bei der Herstellung des Chipmoduls kurzzuschließenden und zu erdenden Verbindungsanschlüssen der integrierten Halbleiterschaltung(en) führen,

- Erzeugen von elektrischen Unterbrechungen der Kurzschlußleiterbahn unter Aufhebung des Kurzschlusses der Verbindungsanschlüsse nach dem elektrischen Anschluß und ggfs. nach Einkapseln oder Vergießen der integrierten Halbleiterschaltung(en) in den Bereichen zwischen den Verbindungsstellen der Kurzschlußleiterbahn mit den zu kurzzuschließenden Verbindungsanschlüssen der integrierten Halbleiterschaltung(en) führenden Leiterbahnen durch Abtragen der Leiterbahn oder durch Ausstanzen oder Bohren von durch den Träger hindurchgehenden Öffnungen
sowie ggfs.

- abschließende Formgebung des Trägers durch Stanzen oder Schneiden.

Die Erfindungskonzeption bringt folgende wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik mit sich:

- Es besteht maximale Designfreiheit beim Leiterbahn- und Kontaktbereichs-Layout;

- funktionell unnötige bzw. unnötig lange Leiterbahnen und damit auch unerwünschte kapazitive bzw. induktive Effekte entfallen, wobei zugleich Materialersparnis erzielt wird;

- auch große Chips bzw. ICs sind einsetzbar;

- auch vor der endgültigen, abschließenden Formgebung ist ein dynamischer und statischer Funktionstest möglich, was besonders bei Verwendung von Endlosfilmen als Träger wichtig ist, da zugleich Handling und Aussondern defekter Chipmodule erleichtert sind;

- die in der Kurzschlußleiterbahn vorgesehenen elektrischen Unterbrechungen erhöhen, wenn sie als durch den Träger durchgehende Öffnungen vorliegen, die mechanische Festigkeit entsprechender Laminate, beispielsweise von Chipkarten, gerade im kritischen Chipbereich;

- die Erzeugung der elektrischen Unterbrechungen der Kurzschlußleiterbahn kann auch erst bei der abschließenden Formgebung vorgenommen werden.

Die Erfindung betrifft ferner auch Chipmoduleinheiten, die aus mehreren hintereinander und/oder nebeneinander in

gleichen Abständen angeordneten Chipmodulen mit gemeinsamem einstückigem Träger bestehen; derartige Chipmoduleinheiten zeichnen sich durch besonders erleichtertes Handling und Vorteile beim elektrischen Punktionstest aus.

Wie oben erwähnt, sind bei dem aus DE 31 30 213 A1 bekannten Chipmodul am Rand des in einer wannenförmigen Vertiefung angeordneten und darin vergossenen Chips Bohrungen

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Laminate im Chipbereich zu erhöhen. Bei diesem Stand der Technik wurde jedoch die Möglichkeit der Kombination derartiger Durchgangslöchpr mit der Aufhebung der Kurzschlußbrücke der bei der Herstellung des Chipmoduls kurzzuschließenden Leiterbahnen nicht erkannt, die der vorliegenden Erfindungskonzeption zugrundeliegt und mit den oben im einzelnen erläuterten besonderen Vorteilen verbunden ist.

Die Bestückung des Trägers mit einer oder mehreren integrierten Halbleiterschaltungen erfolgt dabei nach an sich bekannten Verfahren, wobei die Halbleiterschaltungen auf dem Träger befestigt und anschließend elektrisch angeschlossen werden. Wenn eine vorgegebene Höhe der vergossenen Halbleiterschaltungen nicht überschritten werden darf, kann es zweckmäßig sein, überstehendes Vergußmaterial abzuschleifen, bevor die elektrischen Unterbrechungen in der Kurzschlußleiterbahn vorgesehen werden.

Der elektrische Anschluß der integrierten Halbleiterschaltungen an das Leiterbahnsystem kann dabei nach beliebigen, bekannten Verfahren erfolgen, insbesondere durch Drahtbonden (Wire Bonding), durch automatisiertes Filmbonden (TAB, Tape Automated Bonding) oder durch Oberflächenbefestigung von integrierten SMD (Surface Mounted Device)-Halbleiter-

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schaltumuan. C'-iSi» Verfahren sind dem Fachmann geläufig

und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung; sie sind

ferner in den oben genannten Druckschriften im einzelnen beschrieben.

Um eine möglichst geringe 9auhöhe zu erzielen, ist es günstig, im Träger ein Fenster vorzusehen, das mit einem mit dem Leiterbahnsystem verbundenen Metallfilm überdeckt

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Fenstern auf dem Mütallfilm anzubringen, so daß sich die integrierte Halbleiterschaltung im Querschnitt zumindest teilweise innerhalb des Trägers befindet. GUnstigerweise befindet sich dabei der Metallfilm auf der gleichen Seite des Trägers und in der gleichen Ebene wie das Leiterbahnsystem. In diesen Fällen erfolgt die Kontaktierung der integrierten Halbleiterschaltungen vorzugsweise über Verbindungsanschlüsse, die nach einem geeigneten Kontaktierungsverfahren mit der integrierten Halbleiterschaltung verbunden werden und die sich auf der anderen Seite des Trägers als das Leiterbahnsystem befinden und mit diesem durch Kontaktierungslöcher durchkontaktiert sind-.

Die erfindungsgemäßen Chipmodule werden bevorzugt für Chipkarten verwendet. Die Kontaktierung der Chipkarte über das Kontaktfeld kann dabei direkt galvanisch oder indirekt etwa induktiv oder optisch erfolgen, wobei in diesen Fällen ein konta^tloses integriertes Interface vorgesehen sein kann, das eine kontaktlose bidirektionale Datenkommunikation zwischen dem Chipmodul und externen Vorrichtungen ermöglicht, z.B. Schreib-/Leseeinrichtungen.

Zum Einsatz in Chipkarten werden die erfindungsgemäßen

Chipmodule vorzugsweise auf einem flexiblen, elasc. .^nen

Träger aufgebaut, der in Form eines endlosen Streifens

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oder entsprechender Streifenabschnitte vorliegt und aus dem die Chipmodule nach der Fertigstellung auf die endgültige Form ausgestanzt werden. Besonders günstig ist hierbei die Verwendung endloser Trägerfilmstreifen, die einer Kinofilm-Normbreite entsprechen und beiderseits eine Randperforation aufweisen und sich besonders vorteilhaft für die Serienproduktion der Chipmodule eignen, da sie die Positionierung in automatisierten Produktionsvorrichtungen erleichtern. Als Träger können z.B. Trägerfilme des Formats Super-8 bzw. von 11, 14, 16, 19, 24, 35, 48 oder 70 mm Breite verwendet werden.

Alternativ dazu kann der Träger auch in Bogenform vorliegen, wobei dann die Chipmodule ggfs. auch in mehreren parallelen Reihen vorgesehen werden, aus denen dann im letzten Herstellungsschritt einzelne Chipmodule bzw. auch Chipmoduleinheiten mit mehreren Chipmodulen ausgeschnitten oder ausgestanzt werden können.

In jedem Falle ist die Verwendung von Endlosfilmstreifen (Tapes) aus produktionstechnischen Gründen besonders günstig.

Geeignete Materialien für den Träger sind z.B. Epoxyharze, Polyimide, Polyester, Polyethersulfone (PES) sowie PoIyparabansaure (PPA)₁ die mit einem Verstärkungsmaterial, Insbesondere mit Glasfasern, verstärkt sein können.

Der Träger weist gUnstigerweis« eine Dicke im Bereich von 25 bis 200 um auf.

Die Erzeugung der elektrischen Unterbrechungen in der Kurzschlußleiterbahn erfolgt vorzugsweise durch Ausstanzen entsprechender Bereiche der Kurzschlußleiterbahn, wobei

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durch den Träger hindurchgehende Öffnungen entstehen, die den besonderen Vorteil mit sich bringen, daß durch diese Öffnungen bei der Einlaminierung in Chipkarten eine besonders innige Verbindung der angrenzenden Laminatschichten erfolgt.

Alternativ dazu kann die Erzeugung der elektrischen Unterbrechungen der Kurzschlußleiterbahn auch durch mechanisches Bohren oder Laserbohren erfolgen. Eine weitere günstige Möglichkeit besteht darin, die elektrischen Unterbrechungen lediglich durch Abtragen des leitenden Materials im betreffenden Bereich der Kurzschlußleiterbahn zu erzeugen, was außer durch Fräsen insbesondere durch Laserbearbeitung, vergleichbar mit dem Lasertrimmen, erfolgen kann. Hierbei wird der Träger an den betreffenden Stellen nicht perforiert, jedoch aufgerauht, was ebenfalls die Qualität der Verklebung mit einer angrenzenden Laminatschicht erhöht.

Erforderlichenfalls können die integrierten Halbleiterschaltungen in wannenförmig ausgebildeten Vertiefungen, etwa aus Kunststoffolie, vorgesehen werden, an deren Rand die Verbindungsanschlüsse liegen.

Besonders günstige geometrische Verhältnisse liegen vor, wenn der Träger der Chipmodule eine Kurzschlußleiterbahn aufweist, die zwischen einer oder mehreren integrierten Halbleiterschaltungen und dem Kontaktfeld so verläuft, daß sie sämtliche zu den Verbindungsanschlüssen der integrierten Halbleiterschaltungen führenden Leiterbahnen durchgehend kreuzt. Die Kurzschlußleiterbahn stellt bevorzugt eine durchgehende Leiterbahn dar, die beliebige Form aufweisen kann; sie ist jedoch vorzugsweise geradlinig ausgebildet.

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Es stellt einen besonderen Vorteil der erfindungsgemäßen Chipmodule dar, daß der elektrische Funktionstest nach der Erzeugung der elektrischen Unterbrechungen der Kurzschlußleiterbahn vorgenommen werden kann, also in einem Zustand des Chipmoduls, in dem dieser sich, noch vor der abschließenden, endgültigen Formgebung, noch im Verbund mit benachbarten Chipmodulen auf dem gleichen, noch nicbt geschnittenen oder gestanzten Träger befindet, was das Handling wie auch z.B. die Aussonderung unbrauchbarer Chipmodule erleichtert.

Die abschließende, endgültige Formgebung hängt von Art und mechanischen Eigenschaften des Trägers ab und geschieht insbesondere durch Stanzen oder Schneiden, besonders bei Verwendung eines dünnen, flexiblen Trägerfilms.

Die Erfindung u .rd im folgenden am Beispiel eines Chipmoduls zum Einbau in Chipkarten anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1A bis 1C: Eine Vorderansicht (Fig. 1A), eine Rückansicht (Fig. 1B) sowie eine Querschnittsdarstellung (Fig. 1C) des erfindungsgemäßen Chipmoduls;

Fig. 2: eine erfindungsgemäße Chipmoduleinheit
sowie

Fig. 3: eine Chipkarte mit einem integrierten erfindungsgemäßen Chipmodul.

In den Fig. 1A und 1B ist ein erfindungsgemäßer Chipmodul in Vorderansicht (Fig, 1A) bzw, in Rückansicht (Fig. 18) dargestellt. Der Chipmodul 1 besteht aus dem Träger 2, der

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in Form eines Trägerfilms mit Randperforation 17 vorliegt, einer in einem Fenster 10 auf einem Metallfilm 11 vorgesehenen integrierten Halbleiterschaltung 5 und einem Leiterbahnsystem aus Leiterbahnen 4, das über Verbindungsanschlüsse 6, die über Kontaktierungslöcher 14 mit dem auf der anderen Seite des Trägers 2 liegenden Leiterbahnsystem verbunden sind, an die integrierte Halbleiterschaltung 5 angeschlossen ist, insbesondere durch Drahtbonden oder nach dem TAP-Verfahren. Auf der dem Chipbereich gegenüberliegenden Filmseite ist das Kontaktfeld 15 mit den Kontaktflächen 16 vorgesehen. Zwischen dem Kontaktfeld 15 und dem Chipbereich verläuft etwa in der Mittelachse des Filmstreifens eine Kurzschlußleiterbahn 7, welche die zwischen dem Kontaktfeld 15 und der integrierten Halbleiterschaltung 5 verlaufenden Leiterbahnen 4 kreuzt.

Die Kurzschlußleiterbahn 7 weist in den Bereichen zwischen den Verbindungsstellen 8 mit den Leiterbahnen 4 elektrische Unterbrechungen 9 in Form von gestanzten, durch Aen Träger 2 durchgehenden Löchern auf, durch die der Kurzschluß bzw. die Masseverbindung der EingangsanschlUsse der integrierten Halbleiterschaltung 5 aufgehoben wird.

Fig. ic zeigt einen Querschnitt durch den Chipmodul 1 längs dar Linie A-A in Fig. 1B. Die Querschnittsdarsteliung von Fig. 1C zeigt, daß die integrierte Halbleiterschaltung 5 in einem Fenster 10 des Trägers 2 auf einem Metallfilm 11 angeordnet ist und die elektrischen Anschlüsse auf der gegenüberliegenden Seite liegen, wobei die VerbindungsanschlUsse 6 Über KontaktierungslOcher 14 zu auf der anderen Seite des Trägers 2 liegenden Leiterbahnen 4 durchkontaktiert sind. Ferner ist eine Unterbrechung 9 der Kurzschlußleiterbahn 7 dargestellt. 'Zur

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besseren Verdeutlichung ist auch hier wie in den Fig. 1A und 1B die Vergußmasse nicht dargestellt, in weicher die integrierte Halbleiterschaltung 5 einschließlich ihrer elektrischen Verbindungen zu den VerbindungsanschlUssen 6 eingebettet ist.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Chipmoduleinheit, die aus vier gleichartigen und in gleichen Abständen nebeneinander angeordneten Chipmodulen 1 mit gemeinsamem, einstUckigem Träger 2 besteht; bei der Herstellung des Enderzeugnisses, beispielsweise einer Chipkarte, können die einzelnen Chipmodule 1 vom Endproduzenten ausgeschnitten oder ausgestanzt werden.

Fig. 3 zeigt eine Chipkarte 18 als bevorzugte Verwendungsform der erfindungsgemäßen Chipmodule. Die Chipkarte 18 weist einen in ihrem Inneren integrierten Chipmodul 1 mit integrierter Halbleiterschaltung 5 auf, dessen Kontaktfeld 15 mit den Kontaktflächen 16 etwa in der Kartenoberfläche freiliegt.

Eine hierfür geeignete integrierte Halbleiterschaltung ist beispielsweise der handelsübliche IC HD 65901.

Die erfindungsgemäßen Chipkarten zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie im Bereich 19 zwischen der integrierten Halbleiterschaltung 5 und dem Kontaktfeld 15 durch die in der Kurzschlußleiterbahn vorgesehenen Unterbrechungen, die vorzugsweise ausgestanzt sind, aufgrund des beim Laminieren nietartig hindurchtretenden Kunststoffmaterials besondere mechanische Festigkeit besitzen, was umso wichtiger ist, als derartige Chipkarten nicht wie etwa mit Magnetstreifen versehene Karten, wie sie etwa in Parkgaragen verwendet werden, nur zum einmaligen Gebrauch, sondern in der Regel zur Langzeitverwendung bestimmt sind.

Claims

BEETZ & PARTNER
Steinsdorfstr. 10 - D-8000 München 22

Telefon (089) 227201 - 227244 - 295910 Dipl.-Ing. R BEETZ sea

Telex 522048 - Telegramm Allpat* München Dr.-Ing. R. BEETZ jua

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Prof. Dr.rer.nat W SCHMITT-FUMIAN Dipl.-Phys. Dr.rer.nat C-M. MAYR

DipL-Ing. K. LAMPRECHT 11981

17. März 1988

Ansprüche

. Chipmodul (1 ), bestehend aus

- einem Träger (2) aus einem dehnfesten, flexiblen und elektrisch isolierenden Material in Filmform,

- einem auf einer Seite oder beiden Seiten des Trägers (w) vorgesehenen und mit ihm verbundenen Leiterbahnsystem aus metallischen Leiterbahnen (4),

- einer oder &eegr; jhreren integrierten Halbleiterschaltungen (5), die auf dem Träger (2) oder in einem im Träger (2) vorgesehenen Fenster (10) auf einem Metallfilm (11), der das Fenster (10) Überdeckt und mit dem Leiterbahnsystem verbunden ist, befestigt und über VerbindungsanschlUsse (6) elektrisch mit dem Leiterbahnsystem verbunden sind,

sowie

- einem Kontaktfeld (15) aus flächigen, mit dem Leiterbahnsystem verbundenen Kontaktflächen (16),

dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (2) eine Kurzschlußleiterbahn (7) angeordnet ist, die

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- zwischen der bzw. den integrierten Halbleiterschaltungen (5) und dem Kontaktfeld (15) verläuft,

- an Verbindungsstellen (8) mit den Leiterbahnen (4) verbunden ist, welche die Kontaktflächen des Kontaktfeldes (15) mit der bzw. den integrierten Halbleiterschaltungen verbinden,

und

- in den Bereichen zwischen den Verbindungsstellen (8) Unterbrechungen (9) in Form voix Leiterbahnabtragungen oder von durch den Träger (2) hindurchgehenden Löchern aufweist.
2. Chipmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Halbleiterschaltungen (5) durch Drahtbonden (Wire Bonding) oder durch automatisiertes Filmbonden (TAB) mit den Verbindungsanschlüssen (6) des Leiterbahnsystems verbunden sind.
3. Chipmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Halbleiterschaltungen (5) SMD (Surface Mounted Device)-Halbleiterschaltungen sind.
4. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß der das Fenster (10) überdeckende Metallfilm (11) auf der gleichen Seite des Trägers (2) und in der gleichen Ebene wie die Leiterbahnen (4) liegt.
5. Chipmodul nach einem der Ansprüche &igr; bis 4· dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite des Tragerj (2) das Leiterbahnsystem und auf dessen anderer Seite durch Kontaktierungsiöcher (14) zu entsprechenden Leiterbahnen (4) durchkontaktierte Verbindungsanschiusse (6) vorgesehen sind, die mit der integrierten Halbleiterschaltung (5) verbunden sind.
6. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (2) ein diskretes oder integriertes kontaktloses Interface vorgesehen ist, das eine kontaktlose bidirektionale Datenkommunikation zwischen dem Chipmodul (1) und externen Schreib-/Lesemodulen ermöglicht.
7. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Träger (2) aus Epoxyharz, PoIyimid, Polyester, Polyethersulfon (PES) und/oder PoIyparabansäure (PPA), der ggfs. mit einem Verstärkungsmaterial verstärkt ist.
8. Chipmodul nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen mit Glasfasern verstärkten Träger (2).
9- Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Trägerfilm des Formats Super-8 oder von 11, 14, 16, 19, 24, 35, 48 oder 70 mm Breite in Form eines endlosen Streifens oder eines entsprechenden Streifenabschnitts als Träger (2).
10. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Trägerfilm in Form eines endlosen Streifens oder eines entsprechenden Streifenabscbnitts, der an beiden Längsseiten eine der betreffenden Kinonorm entsprechende Randperforation (17) aufweist, als Träger (2>.
11. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Träger (2) einer Dicke von 25 bis 200 UJn.
12. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Halbleiterschaltungen (5) in einer wannenförmig ausgebildeten Kunststoffolie vorgesehen sind, an deren Rand die Verbindungsanschliisse (6) liegen.
13. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußleiterbahn (7) durchgehend und geradlinig quer zu den Leiterbahnen (4) verläuft, die das Kontaktfeld (15) mit den Verbindungsanschlüssen (6) verbinden.
14. Chipmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Träger (2) in Form eines endlosen Streifens oder eines entsprechenden Streifenabschnitts mit einer Kurzschlußleiterbahn (7), die geradlinig in Längsrichtung des Trägerfilms zwischen einer integrierten Halbleiterschaltung (5) und dem Kontaktfeld (15) verläuft, die nebeneinander angeordnet sind.

15- Chipmoduleinheit, gekennzeichnet durch mehrere hintereinander angeordnete Chipmodule (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit gemeinsamem, einstUckigem Träger (2).