KR20000075916A - 스마트 카드 모듈 및 스마트 카드 모듈을 포함하는 스마트 카드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 접촉 영역들[3]이 형성된 금속 리드 프레임[2]에 전기적으로 연결된 반도체 칩을 포함하는 스마트 카드 모듈[1]에 관련된 것이다. 상기 반도체 칩 및 접촉 영역들[3]은 전기적으로 연결되는데 상기 연결은 상기 반도체 칩에 전기적으로 절연성인 보호층의 상기 반도체 칩에서 이격된 표면[4]상에 배치된 연결 영역들[5]을 통해 이루어진다. 접합 조인트들[6] 또는 전기적으로 도체인 고착 본드(bond)들에 의해 연결 영역들[5] 및 접합 영역들[3] 사이에서 접촉이 이루어질수 있다. 더욱이, 본 발명은 본 발명에 따른 스마트 카드 모듈[1]을 포함하는 스마트 카드도 포함한다.
Description
스마트 카드 모듈은 일반적으로 반도체 칩이 결합되어 있거나 고정되어 있는 운반체(carrier)를 포함한다. 상기 운반체는, 얇게 프린트된 회로 (circuit board) 또는 한쪽 면에 구리와 같은 전도층이 라미네이트(laminate)되어 있으며 칩(chip)과는 떨어져 있는 플라스틱 판으로 되어 있으며, 상기 층은 카드 판독기(card reader)에 의해 판독될 수 있는 개별적인 접촉 영역을 형성하도록 구성된다. 상기 라미네이트된 운반체 판 대신에, 반도체 칩이 또한 개별적인 접촉 영역들이 생성되는 금속 리드(metallic lead) 프레임으로(중간 운반체(intermediate carrier) 유무에 상관없음) 설치될 수 있다. 상기 접촉 영역들의 형태 및 크기는 일반적으로 예를 들면 ISO 표준 7816 과 같은 특정한 표준의 내용에 좌우된다. 통상적인 스마트 카드 모듈들에 있어서, 전기적 접촉은 반도체 칩과 접촉 영역들 사이에서 결합 도선(bonding wire)들에 의해 이루어지는데 상기 결합 도선은 반도체 칩의 접촉 형성(contact-making) 지점들에서 상기 접촉 영역들의 터미널 지점들까지 이어져 있다. 다른 방법으로, 상기 반도체 칩은 플립-칩(flip-chip) 기술을 사용하여 적용될 수 있다.
상기 칩, 및 상기 접촉 영역들의 연결들을 보호하기 위하여 에폭시 수지, 열경화성 플라스틱등과 같은 것들이 상기 칩 및 상기 연결 지점들 위에 도포된다. 상기 처리가 모두 끝난 스마트 카드 모듈은 최종적으로 스마트 카드의 카드 운반체내에 이식된다.
전술한 방식으로 구성된 스마트 카드 모듈들은 일반적으로 적어도 500 에서 600 ㎛ 의 구성 요소의 높이를 가진다. 더욱이, 스마트 카드 모듈들의 비교적 큰 구성 요소의 높이 때문에, 상기 카드 운반체는 사전 지정된 스마트 카드의 총 두께를 초과하지 않기 위해 상기 모듈의 영역에서 매우 얇아 질 수 밖에 없다. 그러므로 스마트 카드 모듈의 영역에서 상기 이식된 영역들이 표면에 나타난다.
본 발명은 스마트 카드 모듈(smart card module) 및 스마트 카드 모듈을 포 스마트 카드에 관련된 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 스마트 카드 모듈의 평면도를 도시한 것이다.
도 2 는 도 1 에 따른 스마트 카드 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 3 은 도 1 및 도 2 에 따른 스마트 카드 모듈을 포함하는 스마트 카드를 도시한 것이다.
본 발명의 목적은, 단순하고 효과적인 방법으로 생산될 수 있으며 구성 요소의 높이가 가능한 가장 낮은 스마트 카드 모듈을 제공하는 것이다. 동시에 반도체 칩은 기계적인 충격 및 화학적 영향들에 대한 양호한 보호를 제공할 수 있을 것이다. 더욱이, 상기 스마트 카드 모듈을 사용함으로써, 부풀어 오른 부분이 없거나 침하된 부분이 없는 완벽하게 평평한 표면을 가지는 스마트 카드를 제공할 수 있을 것이다.
상기 목적은 청구항 1 항에 따른 스마트 카드 모듈에 의해 달성된다. 종속항들은 상기 모듈에 바람직하고 편리한 개선점들을 부가한 것이다. 더욱이, 청구항 10 항의 경우 본 발명에 따른 스마트 카드 모듈을 포함하는 스마트 카드에 관한 것이다.
본 발명은, 반도체 칩이 스마트 카드 모듈에서 "드러난 채로" 결합되어 있는 것이 아니라, 상기 반도체 칩에서 떨어져 있는 보호층의 표면상에 형성된 반도체 칩의 접촉 형성 지점들에 전기적으로 연결되어 있는 적어도 한쪽 면의 연결 영역에 전기적으로 절연성 보호층이 제공된다는 것에서 다른 발명들과 구별된다. 상기 보호층은 기계적 스트레스에 대한 반도체 칩의 강화된 보호를 제공함과 동시에 유해한 화학 물질 및 습기를 방지한다. 특히 양호한 보호는 보호층들이 반도체 칩의 상부 및 하부에 제공되거나 반도체 칩이 모든 면이 둘러싸인 하우징의 형태로 둘러싸여져 있을 경우에 이루어진다.
표면에 배치된 연결 영역들을 구비한, 전술한 반도체 구성 요소들은 일반적으로 "다이 사이즈 패키지(die size packages)"로 불리워지고 예들 들면, WO 96/02071 에 기술되어 있다.
상기 다이 사이즈 패키지의 표면중 하나 상에 위치된 연결 영역들을 통해, 반도체 칩과 금속 리드 프레임의 접촉 영역들 사이에서 전기적 접촉이 이루어진다. 상기 목적을 위하여, 상기 패키지는 상기 리드 프레임의 앞면의 연결 영역들로 이루어지고, 상기 전기적 접촉들이 만들어 진다.
상기는 예를 들면, 납땜된 조인트(joint)의 수단으로 이루어질 수 있다. 상기 경우에 있어서, 본딩 범프(bonding bump)로 칭해지는 연결 영역들은 연성 납땜 물질(soft solder) 또는 풀형태의 납땜 물질(solder paste)과 같은 납땜 물질, 또는 반-납땜 물질(soldering-resistant material)로 구성된다. 후자의 경우에 있어서, 납땜 물질은 반도체 칩 구성 요소의 접합 영역들 및/또는 상기 리드 프레임의 접촉 형성 지점들에 적용되고, 상기 납땜된 조인트들이 형성된다. 상기 납땜된 조인트들은 바람직하게 주석-납 납땜 물질을 사용하여 구현된다. 상기 물질의 높은 연성(ductility)은 상기 납땜된 조인트들이 물체 피로(material fatigue) 없이 높은 기계적 스트레스를 흡수할 수 있음을 의미한다.
특히 상기 금속 리드 프레임이 구리 또는 구리 합금으로 구성되었을 경우 더욱 양호한 결과가 얻어진다. 바람직한 합금은 CuSn6와 같은 구리-주석 합금이다. 상기 물질의 높은 연성은 상기 방식으로 생성된 스마트 카드 모듈들 및 상기 모듈들을 포함하는 스마트 카드들이 굽힘성 부하에 대해 매우 낮은 민감성을 가지므로, 상기에 대한 신뢰성은 매우 우수하다.
상기 리드 프레임의 탭핑(tapping, 접촉) 면에 공지된 방법으로 1 이상의 보호층이 제공될 수 있다.
칩 연결 영역들 및 리드 프레임 사이의 상기 납땜된 조인트들은 공지된 방식에 따라 생성될 수 있을 것이다. 바림직한 한 방법은 고온-공기 납땜(hot-air soldering)이다. 상기 납땜 가능성은 상기 하우징이 습기에 대한 높은 저항성을 가지도록 한다. 즉, 습기의 침투로 인한 패키지의 균열의 가능성이 최소화된다.
다른 접촉 형성 방법은 상기 연결 영역들 및 리드 프레임을 도체 고착제(conductive adhesive)로 연결하는 방법으로 구성된다. 상기 방법에 적합한 물질 및 기술은 반도체 기술의 분야에서 현재 사용되는 기술이다.
다이 사이즈 패키지의 탑재는 원칙적으로, 관례적인 방법의 단계를 사용하는 통상의 방법으로 수행될 수 있다. 상기 탑재는 리드 프레임 스트립(strip)상에 용이하게 수행될 수 있는데, 개별적인 스마트 카드 모듈들 및 접촉 영역들이 상기 다이 사이즈 패키지의 위치 설정(positioning) 및 접촉 형성 후 상기 스트립으로부터 분리된다.
본 발명에 따른 스마트 카드 모듈들은 통상적인 방법에 의해 스마트 카드로 이식된다.
기계적 및 화학적 부하에 대한 증가된 안정성 및 신뢰성에 대한 장점에 덧붙여, 본 발명에 따른 상기 스마트 카드 모듈들은 여러 가지 장점들을 가진다. 먼저, 단순하고, 신속하고, 그리고 비용 절감적인 방법에 의해 낮은 비용으로 생산될 수 있다. 탑재된 반도체 칩을 에폭시 수지등으로 피복하는 것이 불필요하다는 사실은 통상적인 제조 방법들에 비해 공정을 단축시키는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 상기 다이 사이즈 패키지의 하우징 크기는 거의 변하지 않으므로, 상기 결과로 스마트 카드를 재생가능한 형태로 생성할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 스마트 카드 모듈들의 구조 높이는 통상적인 방법으로 제조된 것보다 더욱 낮다. 상기 결과로 인해 스마트 카드의 질의 향상된다. 스마트 카드 모듈의 전체적인 높이가 감소됨으로 인해, 스마트 카드 모듈이 이식되는 어떠한 카드 운반체라도 통상적인 스마트 카드 모듈의 경우에 있어서보다 더욱 두꺼운 벽을 가질수 있고, 상기 결과로 인해 스마트 카드는 카드 표면에 함몰된 부분없이 평평한 표면을 가질수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 더욱 자세히 이해될 수 있다.
도 1 에 도시된 스마트 카드 모듈[1]은 접촉 영역[3]이 형성되어 있는 리드 프레임[2]을 포함한다. 상기 개별적인 접촉 영역들[3]은 각각 연결 영역[5]에 전기적으로 연결되어 있으며, 연결 영역의 위치는 점선 영역으로 도시된다. 연결 영역들[5]은 다이 사이즈 패키지[7]의 표면[4]상에 배치되어 있다. 완성된 스마트 카드 모듈에 있어서, 상기 패키지는 접촉 영역[3]을 고정시키는 링크(link)로서 역할을 한다. 상기 접촉 영역[3]은 스마트 카드 모듈들의 분리동안 상기 리드 프레임으로부터 형성된다.
도 2 는 도 1 에 따른 스마트 카드 모듈을 2 개의 연결 영역들[5]의 지역내에 단면으로 도시한 것이다. 상기 모듈은 납땜된 조인트[6]에 의해 관련된 접촉 영역들[3]에 전기적으로 연결되어 있다.
도 3 은 도 1 및 2 에 도시된 스마트 카드 모듈이 이식된 스마트 카드[10]의 단면도이다. 상기 구현은 통상적인 방법으로 스마트 카드 모듈[1]을 고착부[9]를 사용하여 카드 몸체[8]내의 함몰부에 접합함으로써 이루어진다.
Claims (10)
- 접촉 영역들[3]이 형성되어 있는 금속 리드 프레임(metallic lead frame)[2]에 전기적으로 연결되어 있는 반도체 칩을 포함하는 스마트 카드 모듈[1]에 있어서,상기 반도체 칩은,상기 반도체 칩과 이격되어 있는 보호층의 표면[4]상에 형성되어 있는 상기 반도체 칩의 접촉 형성 지점들에 전기적으로 연결된 적어도 한 쪽 면의 연결 영역들[5] 상의 전기적 절연 보호층을 포함하고, 상기 연결 영역들[5]에 의해 상기 리드 프레임[2]과 대면하고, 그리고 상기 연결 영역들[5]을 통해 상기 접촉 영역들[3]과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연결 영역들[5]은 상기 접촉 영역들[3]상에 납땜되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연결 영역들[5]은 고온 공기 납땜(hot-air soldering)의 방법으로 상기 접촉 영역들[3]에 고정되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 3 항에 있어서, 상기 납땜된 조인트(joint)[6]는 주석-납 납땜 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연결 영역들[5]은 전기적으로 도체인 고착물에 의해 상기 접촉 영역들[3]에 접합되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 1 항 내지 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 리드 프레임[2]은 구리 또는 구리 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 6 항에 있어서, 상기 리드 프레임[2]은 구리-주석 합금, 특히 CuSn6로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 1 항 내지 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체 칩은 상부 및 하부에 전기적으로 절연된 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 1 항 내지 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체 칩은 모든 면이 전기적으로 절연된 보호층에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 모듈.
- 제 1 항 내지 9 항중 어느 한 항에 따른 스마트 카드 모듈[1]을 포함하는 스마트 카드[10]
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