DE9320660U1 - Carrier element for an IC chip - Google Patents

Carrier element for an IC chip

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Description

Trägerelement für einen IC-Baustein
15Carrier element for an IC component
15

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in einen Kartenkörper, bestehend aus einem Substrat auf dessen Oberflächen mehrere Kontaktflächen vorgesehen sind, die mit den entprechenden Anschlußpunkten des in einer Aussparung des Substrats oder auf dem Substrat befestigten IC-Bausteins elektrisch leitend verbunden sind.The invention relates to a carrier element for an IC component for installation in a card body, consisting of a substrate on the surfaces of which several contact surfaces are provided, which are electrically connected to the corresponding connection points of the IC component fastened in a recess in the substrate or on the substrate.

Ein Trägerelement der angegebenen Art ist aus den DE 30 29 667 C2, EP 493 738 Al und EP 299 530 Bl bekannt. Bei den bekannten Trägerelementen ist die Verbindung zwischen den Anschlußpunkten des IC-Bau-steins und den entsprechenden Kontaktflächen des Substrats in der sogenannten Drahtbondtechnik ausgeführt. Hierbei wird der IC-Baustein zunächst mit Hilfe eines Klebers mit seiner den Anschlußpunkten abgekehrten Seite auf dem Substrat fixiert. Anschließend werden die Anschlußpunkte des IC-Bausteins in einem Bondier-Automaten durch feine Golddrähte mit den Kontaktflächen verbunden. Zum Schutz vor mechanischenA carrier element of the specified type is known from DE 30 29 667 C2, EP 493 738 A1 and EP 299 530 B1. In the known carrier elements, the connection between the connection points of the IC component and the corresponding contact surfaces of the substrate is carried out using the so-called wire bonding technique. In this case, the IC component is first fixed to the substrate with the side facing away from the connection points using an adhesive. The connection points of the IC component are then connected to the contact surfaces using fine gold wires in a bonding machine. To protect against mechanical

Belastungen wird danach eine Gußmasse, beispielsweise ein aushärtendes Harz auf das Trägerelement derart aufgebracht, daß der IC-Baustein und die Golddrähte einschließlich ihrer Verbindungsstellen an den Kontaktflächen von der Gußmasse eingeschlossen sind. Diese bekannte Bauweise ist vergleichsweise - aufwendig, da das Aufbringen, Dosieren und Formen der Vergußmasse besondere Einrichtungen erfordert.To withstand the stresses, a casting compound, such as a hardening resin, is then applied to the carrier element in such a way that the IC component and the gold wires, including their connection points on the contact surfaces, are enclosed in the casting compound. This known construction method is comparatively complex, since the application, dosing and shaping of the casting compound requires special equipment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Trägerelements der Eingangs genannten Art zu vereinfachen .The invention is based on the object of simplifying the production of a carrier element of the type mentioned at the beginning.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die dem IC-Baustein zugekehrten Kontaktflächen des Substrats den Kontaktpunkten des IC-Bausteins gegenüberliegend und/oder die Kontaktpunkte den Kontaktflächen gegenüberliegend Erhebungen aus elektrisch leitendem Material aufweisen und daß der IC-Baustein mit seinen Kontaktpunkten an den Kontaktflächen mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebers befestigt ist.According to the invention, this object is achieved in that the contact surfaces of the substrate facing the IC component have elevations made of electrically conductive material opposite the contact points of the IC component and/or the contact points have elevations made of electrically conductive material opposite the contact surfaces and that the IC component is attached with its contact points to the contact surfaces using an electrically conductive adhesive.

Bei dem erfindungsgemäßen Trägerelement wird der IC-Baustein mit seiner Kontaktseite durch eine elektrisch leitende Klebeverbindung unmittelbar mit den Kontaktflächen des Substrats verbunden. Die Herstellung einer empfindlichen Verbindung aus Golddraht entfällt. Der IC-Baustein ist durch das Verkleben mit dem Substrat sicher gehalten. Eine Abdeckung seiner Rückseite mit einer Gußmasse kann daher entfallen. Durch den Wegfall der Drahtbondierung und der Vergußmasse ergibt sich für das Trägerelement eine geringe Bauhöhe und damit die Möglichkeit einen dickeren und damit stabileren IC-Baustein zu verwenden .In the carrier element according to the invention, the IC component is connected with its contact side directly to the contact surfaces of the substrate by means of an electrically conductive adhesive connection. There is no need to produce a sensitive connection made of gold wire. The IC component is held securely by being glued to the substrate. Covering its rear side with a casting compound is therefore no longer necessary. By eliminating the wire bonding and the casting compound, the carrier element has a low overall height and thus the possibility of using a thicker and therefore more stable IC component.

Die Erhebungen auf den Kontaktflächen und/oder den Kontaktpunkten können erfindungsgemäß durch punktförmigeThe elevations on the contact surfaces and/or the contact points can be formed according to the invention by point-shaped

Bondierungen gebildet sein. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Erhebungen durch örtliches Hochwölben des Substrats und/oder der die Kontaktflächen bildenden, elektrisch leitenden Schicht gebildet sind. Eine andere vorteilhafte Lösung zur Bildung der Erhebungen kann erfindungsgemäß auch darin bestehen, daß auf die Kontaktflächen des Substrats und/oder die Kontaktpunkte des IC-Bausteins einzelne Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers aufgetragen sind.Bondings can be formed. According to a further proposal of the invention, it can be provided that the elevations are formed by locally arching the substrate and/or the electrically conductive layer forming the contact surfaces. Another advantageous solution for forming the elevations can also consist in the fact that individual droplets of an electrically conductive adhesive are applied to the contact surfaces of the substrate and/or the contact points of the IC component.

Eine zusätzliche Befestigung des IC-Bausteins auf dem Substrat kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß der IC-Baustein zwischen den Erhebungen durch einen nicht leitenden Kleber mit dem Substrat verbunden ist. Vorzugsweise wird der nicht leitende Kleber in Form von die Kontaktpunkte und die Erhebungen voneinander trennenden Streifen auf das Substrat bzw. den IC-Baustein aufgetragen. Auf diese Weise bildet der nicht leitende Kleber eine Isolierschicht, die ein Zusammenlaufen des leitenden Klebers benachbarter Kontaktpunkte und damit eine leitende Verbindung zwischen diesen verhindert.According to the invention, additional fastening of the IC component to the substrate can be achieved by connecting the IC component to the substrate between the elevations using a non-conductive adhesive. The non-conductive adhesive is preferably applied to the substrate or IC component in the form of strips separating the contact points and the elevations from one another. In this way, the non-conductive adhesive forms an insulating layer that prevents the conductive adhesive of adjacent contact points from running together and thus prevents a conductive connection between them.

Zur Befestigung des Trägerelements in einem Kartenkörper kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der IC-Baustein und die ihn umgebende Oberfläche des Substrats mit einer Klebeschicht überzogen sind. Eine bei der Herstellung aufwendige Aussparung der Klebeschicht im Bereich des IC-Bausteins ist bei dem erfindungsgemäßen Trägerelement nicht erforderlich. Vielmehr kann das Trägerelement sowohl mit dem Substrat als auch mit dem IC-Baustein durch die Klebeschicht in einer Ausnehmung des Kartenkörpers fixiert sein. Das Substrat kann erfindungsgemäß aus einer elektrisch nicht leitenden Folie bestehen, die auf der dem IC-Baustein abgekehrten Oberfläche durch eine unterteilte, elektrisch leitende Schicht gebildeteIn order to fix the carrier element in a card body, the invention can provide that the IC component and the surface of the substrate surrounding it are covered with an adhesive layer. A recess in the adhesive layer in the area of the IC component, which is complex to produce during manufacture, is not required with the carrier element according to the invention. Rather, the carrier element can be fixed to both the substrate and the IC component by the adhesive layer in a recess in the card body. According to the invention, the substrate can consist of an electrically non-conductive film which is formed by a divided, electrically conductive layer on the surface facing away from the IC component.

Kontaktflächen aufweist und die im Bereich der Kontaktpunkte des IC-Bausteins Öffnungen hat, aus denen die auf den freiliegenden Rückseiten der Kontaktflächen gebildeten Erhebungen hervorstehen. Weiterhin können zwischen den Öffnungen in der Folie Aussparungen zur Aufnahme eines nicht leitenden Klebers vorgesehen sein, durch den der IC-Baustein zwischen den Kontaktpunkten mit der elektrisch leitenden Schicht verbunden ist. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Folie ein Fenster aufweisen, in das der IC-Baustein einsetzbar ist.contact surfaces and which has openings in the area of the contact points of the IC component, from which the elevations formed on the exposed backs of the contact surfaces protrude. Furthermore, recesses for receiving a non-conductive adhesive can be provided between the openings in the film, by means of which the IC component is connected to the electrically conductive layer between the contact points. According to another embodiment of the invention, the film can have a window into which the IC component can be inserted.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
15The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing.
15

Figur 1 einen Querschnitt durch ein in einen Kartenkörper eingesetztes Trägerelement nach der Erfindung undFigure 1 shows a cross section through a carrier element according to the invention inserted into a card body and

Figur 2 eine Draufsicht auf die zum Aufkleben auf ein
Substrat vorbereitete Oberfläche eines IC-Bausteins ,Figure 2 is a plan view of the adhesive for gluing onto a
Substrate prepared surface of an IC component,

Der in Figur 1 im Schnitt dargestellte Kartenkörper 1 weist eine Vertiefung 2 auf, die in ihrem mittleren Bereich wiederum mit einer Vertiefung 3 versehen ist. In der Vertiefung 2 befindet sich ein Trägerelement 4 mit einem IC-Baustein 5, der in der Vertiefung 3 angeordnet ist. Das Trägerelement 4 besteht aus 3 Schichten, einer elektrisch leitenden Schicht 6, einem Substrat 7 und einer Heißkleberschicht 8. Aus der leitenden Schicht 6 ist eine Kontaktanordnung mit Kontaktflächen 9 ausgeätzt, die einander nicht berühren. Das Substrat 7 besteht aus einer nicht leitenden Folie aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid. Das Substrat 7 weist Öffnungen 10 auf, durch die die Unterseiten der Kontaktflächen 9The card body 1 shown in section in Figure 1 has a recess 2, which in turn is provided with a recess 3 in its middle area. In the recess 2 there is a carrier element 4 with an IC component 5, which is arranged in the recess 3. The carrier element 4 consists of 3 layers, an electrically conductive layer 6, a substrate 7 and a hot-melt adhesive layer 8. A contact arrangement with contact surfaces 9 that do not touch one another is etched out of the conductive layer 6. The substrate 7 consists of a non-conductive film made of plastic, for example polyamide. The substrate 7 has openings 10 through which the undersides of the contact surfaces 9

zugänglich sind. Die Öffnungen 10 und die Erhebungen 11 sind so positioniert, daß sie den Kontaktpunkten 12 des IC-Bausteins 5 unmittelbar gegenüberliegen. In den Öffnungen 10 sind auf den Kontaktflächen 9 durch Bondieren Erhebungen 11, beispielsweise aus Gold, angebracht, die dicker sind als das Substrat 7 und daher geringfügig aus den Öffnungen 10 hervorstehen.are accessible. The openings 10 and the elevations 11 are positioned so that they are directly opposite the contact points 12 of the IC component 5. In the openings 10, elevations 11, for example made of gold, are bonded to the contact surfaces 9; these elevations are thicker than the substrate 7 and therefore protrude slightly from the openings 10.

Figur 2 zeigt die Lage der Kontaktpunkte 12 auf der Anschlußfläche des IC-Bausteins 5. Der IC-Baustein 5 ist im Bereich der Kontaktpunkte 12 durch einzelne Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers 13 mit den Erhebungen 11 verbunden. Zusätzlich ist der IC-Baustein 5 durch einen nicht leitenden Kleber 14 im Bereich zwischen den Kontaktpunkten 12 an das Substrat 7 angeklebt. Auf diese Weise ist der IC-Baustein 5 sicher an dem Substrat 7 gehalten und seine kontaktseitige Oberfläche ist sowohl durch den aufgetragenen Kleber 12, 13 als auch durch das darüber liegende Substrat 7 geschützt. Das Aufbringen einer den IC-Baustein 5 schützenden Gußmasse ist daher entbehrlich. Stattdessen ist die freiliegende Oberfläche des IC-Bausteins 5 mit einer Heißkleberschicht 8 versehen, durch die der IC-Baustein 5 mit dem Boden der Vertiefung 3 des Kartenkörpers 1 verbunden ist.Figure 2 shows the position of the contact points 12 on the connection surface of the IC component 5. The IC component 5 is connected to the elevations 11 in the area of the contact points 12 by individual droplets of an electrically conductive adhesive 13. In addition, the IC component 5 is glued to the substrate 7 in the area between the contact points 12 by a non-conductive adhesive 14. In this way, the IC component 5 is securely held to the substrate 7 and its contact-side surface is protected both by the applied adhesive 12, 13 and by the substrate 7 lying above it. The application of a casting compound to protect the IC component 5 is therefore unnecessary. Instead, the exposed surface of the IC component 5 is provided with a hot-melt adhesive layer 8, by which the IC component 5 is connected to the bottom of the recess 3 of the card body 1.

Die beschriebene Ausgestaltung des Trägerelements 4 läßt sich auf folgende, besonders einfache Weise mit dem IC-Baustein 5 verbinden. Zunächst werden mit Hilfe eines Bondier-Automaten innerhalb der Öffnungen 10 auf die Unterseiten der Kontaktflächen 9 in genauer, den Kontaktpunkten 12 entsprechender Lage Erhebungen 11 aufgebracht. Auf die Erhebungen 11 oder auf die Kontaktpunkte 12 des IC-Bausteins 5 wird anschließend jeweils ein Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers 13 aufgetragen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Stempels erfolgen.The described design of the carrier element 4 can be connected to the IC component 5 in the following, particularly simple way. First, with the help of a bonding machine, elevations 11 are applied to the undersides of the contact surfaces 9 within the openings 10 in a position that corresponds precisely to the contact points 12. A drop of an electrically conductive adhesive 13 is then applied to the elevations 11 or to the contact points 12 of the IC component 5. This can be done, for example, with the help of a stamp.

Gleichzeitig oder anschließend wird zwischen den Erhebungen 11 bzw. den Kontaktpunkten 12 ein nicht leitenderAt the same time or subsequently, a non-conductive

Kleber 14 in Form von Streifen, ähnlich wie in Figur 2 dargestellt aufgetragen. Nach dem Auftragen der Kleber 13, 14 wird der IC-Baustein 5 mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung in genauer Positionierung zu den Erhebungen 11 auf das Trägerelement 4 aufgesetzt und beispielsweise durch thermische Aktivierung des Klebers mit dem Trägerelement 4 fest verbunden. Anschließend wird auf den IC-Baustein 5 und das ihn umgebende Trägerlement 4 eine Heißkleberschicht 8 aufgetragen und das Trägerlelement 4 mit dem IC-Baustein 5 in die Vertiefungen 2, 3 im Kartenkörper 1 eingeklebt. Die Heißkleberschicht 8 kann dabei auf einfache Weise mit Hilfe eines beschichteten Trägerbands zugeführt werden, wobei es von Vorteil ist, daß im Bereich des IC-Bausteins 5 die Heißkleberschicht nicht ausgespart sein muß.Adhesive 14 is applied in the form of strips, similar to that shown in Figure 2. After applying the adhesives 13, 14, the IC component 5 is placed on the carrier element 4 in precise positioning relative to the elevations 11 using a suitable device and is firmly connected to the carrier element 4, for example by thermal activation of the adhesive. A hot-melt adhesive layer 8 is then applied to the IC component 5 and the carrier element 4 surrounding it, and the carrier element 4 with the IC component 5 is glued into the recesses 2, 3 in the card body 1. The hot-melt adhesive layer 8 can be applied in a simple manner using a coated carrier tape, whereby it is advantageous that the hot-melt adhesive layer does not have to be left out in the area of the IC component 5.

Zur Herstellung der Erhebungen 11 können nach einem anderen Vorschlag auch die Kontaktflächen 9 von ihrer Oberseite her im Bereich der Öffnungen 10 eingedrückt werden, so daß sie mit ihrer Unterseite aus den Öffnungen hervorstehen. Hierdurch kann das Bondieren von Erhebungen entfallen. Eine weitere Alternative sieht vor, anstelle der Erhebungen im Bereich der Öffnungen genau positionierte Tröpfchen eines leitenden Klebers aufzutragen, die sich mit den Kontaktpunkten des IC-Bausteins oder mit entsprechenden auf die Kontaktpunkte des IC-Bausteins aufgetragenen Tröpfchen beim Aufsetzen des IC-Bausteins verbinden. According to another proposal, to produce the elevations 11, the contact surfaces 9 can also be pressed in from their top side in the area of the openings 10 so that their bottom side protrudes from the openings. This eliminates the need to bond elevations. Another alternative is to apply precisely positioned droplets of a conductive adhesive instead of the elevations in the area of the openings, which bond to the contact points of the IC component or to corresponding droplets applied to the contact points of the IC component when the IC component is placed on top.

Claims (9)

s &rgr; r ü c h es &rgr; r ü c h e 1. Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in einen Kartenkörper, bestehend, aus einem Substrat, auf dessen Oberflächen mehrere Kontaktflächen vorgesehen sind, die mit den entsprechenden Anschlußpunkten des in einer Aussparung des Substrats oder auf dem Substrat befestigten IC-Bausteins elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dem IC-Baustein (5) zugekehrten Kontaktflächen (9) den Kontaktpunkten (12) des IC-Bausteins (5) gegenüberliegend und/oder die Kontaktpunkte (12) den Kontaktflächen (9) gegenüberliegend Erhebungen (H) aus elektrisch leitendem Material aufweisen und daß der IC-Baustein (5) mit seinen Kontaktpunkten (12) an den Kontaktflächen (9) mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebers (13) befestigt ist.1. Carrier element for an IC module for installation in a card body, consisting of a substrate on the surfaces of which a plurality of contact surfaces are provided which are electrically conductively connected to the corresponding connection points of the IC module fastened in a recess in the substrate or on the substrate, characterized in that the contact surfaces (9) facing the IC module (5) have elevations (H) made of electrically conductive material opposite the contact points (12) of the IC module (5) and/or the contact points (12) opposite the contact surfaces (9) and that the IC module (5) is fastened with its contact points (12) to the contact surfaces (9) with the aid of an electrically conductive adhesive (13). 2. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (11) durch punktförmige Bondierungen auf den Kontaktflächen (9) und/oder den Kontaktpunkten (12) gebildet sind.2. Support element according to claim 1, characterized in that the elevations (11) are formed by point-shaped bondings on the contact surfaces (9) and/or the contact points (12). 3. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (11) durch Örtliches Hochwölben des Substrats und/oder der die Kontaktflächen (9) bildenden, elektrisch leitenden Schicht (6) gebildet 0 sind.3. Carrier element according to claim 1, characterized in that the elevations (11) are formed by locally arching the substrate and/or the electrically conductive layer (6) forming the contact surfaces (9). 4. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (11) durch einzelne auf die Kontaktflächen (9) und/oder die Kontaktpunkte (12)4. Support element according to claim 1, characterized in that the elevations (11) are formed by individual contact surfaces (9) and/or contact points (12) aufgetragene Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers gebildet sind.applied droplets of an electrically conductive adhesive are formed. 5. Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (5) zwischen den Erhebungen durch einen nicht leitenden Kleber (14) mit dem Substrat (7) verbunden ist.5. Carrier element according to one of the preceding claims, characterized in that the IC component (5) is connected to the substrate (7) between the elevations by a non-conductive adhesive (14). 6. Trägerelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, daß der nicht leitende Kleber (14) in Form von die Kontaktpunkte (12), bzw. die Erhebungen (11) voneinander trennenden Streifen aufgetragen ist.6. Support element according to claim 5, characterized in that the non-conductive adhesive (14) is applied in the form of strips separating the contact points (12) or the elevations (11) from one another. 7. Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (5) und die ihn umgebende Oberfläche des Substrats (7) mit einer Klebeschicht (8) überzogen sind.7. Carrier element according to one of the preceding claims, characterized in that the IC component (5) and the surrounding surface of the substrate (7) are coated with an adhesive layer (8). 8. Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprü-0 ehe, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (7) aus einer elektrisch nicht leitenden Folie besteht, die auf der dem IC-Baustein (5) abgekehrten Oberfläche durch eine unterteilte, elektrisch leitende Schicht (6) gebildete Kontaktflächen (9) aufweist und die im Bereich der Kontaktpunkte (12) des IC-Bausteins (5) Öffnungen (10) hat, aus denen die auf den freiliegenden Rückseiten der Kontaktflächen (9) gebildeten Erhebungen (11) hervorstehen.8. Carrier element according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (7) consists of an electrically non-conductive film which has contact surfaces (9) formed by a divided, electrically conductive layer (6) on the surface facing away from the IC component (5) and which has openings (10) in the region of the contact points (12) of the IC component (5), from which the elevations (11) formed on the exposed rear sides of the contact surfaces (9) protrude. 9. Trägerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Öffnungen (10) Aussparungen zur Aufnahme eines nicht leitenden Klebers (14) vorgesehen sind, durch den der IC-Baustein (5) zwischen den Kontaktpunkten mit der elektrisch leitenden Schicht 9. Carrier element according to claim 8, characterized in that between the openings (10) there are recesses for receiving a non-conductive adhesive (14) through which the IC component (5) between the contact points with the electrically conductive layer (6) verbunden ist.(6) is connected.
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