KR20060043392A - 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩카드 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법
비접촉 데이터 전송용 칩 카드는 칩 모듈 및 카드 바디로 이루어진다. 칩 모듈은 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어, 제 1 측면상의 반도체 칩, 제 1 측면 상의 콘택트 메이커, 및 반도체 칩과 콘택트 메이커 사이의 전기 전도성 접속부를 포함한다. 카드 바디는 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및 안테나의 노출된 접속점을 포함한다. 안테나를 반도체 칩에 접속시키는 전기 전도성 구성물은 제 1 측면 및 노출된 접속점 사이에 위치한다. 콘택트 메이커는 이 전기 전도성 구성물 내로 돌출된다.

Description

비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법{CHIP CARD FOR CONTACTLESS DATA TRANSMISSION AND METHOD FOR PRODUCING A CHIP CARD FOR CONTACTLESS DATA TRANSMISSION}
도 1은 본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 예시적인 실시예의 개략적 단면도,
도 2는 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 스터브 범프가 있는 2개의 스터브 범프(stud bumps)를 포함하는 콘택트 메이커의 개략적인 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 캐리어 2: 반도체 칩
3: 콘택트 메이커 4: 전기 전도성 접속부
5: 접속점 6: 카드 바디
7: 전기 전도성 구성물 8: 접속 물질
9: 클리어런스(clearance) 10: 공동(cavity)
본 발명은 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법에 관한 것이다.
칩 카드는 일반적으로 2개의 분리된 부분, 즉, 칩 모듈 및 카드 바디로부터 생성된다. 이들 2개의 부분은 일반적으로 열용해(hotmelt) 접착제를 이용하여 서로 점착성으로 본딩되어 칩 카드를 형성한다. 이 공정은 일반적으로 "주입 공정(implanting process)"이라 지칭된다. 칩 모듈 및 카드 바디 사이의 접속부가 전기적 전도성인 경우, 추가적인 물질 및/또는 공정 단계가 필요하다. 예를 들어, 독일 특허 출원 제 195 00 925 호는, 다양한 납땜 공정, 전도성 접착제, 초음파 용접 및 소정의 추가적인 대안 접속 기술에 의한 카드 바디에서의 칩 모듈과 안테나 사이의 전기 전도성 접속부의 생성에 대해 개시한다.
카드 바디에 내장된 칩 모듈과 안테나 사이의 전기 전도성 접속부를 생성하는 이들 사전에 알려진 접속 기술에 따른 문제점은, 예를 들어, 전단력(shearing forces)과 같은 열기계적 및 기계적 부하(loads)가 접속부의 파열(rupturing)을 가져올 수 있다는 사실에서 알 수 있는 것이다.
본 발명의 목적은, 열기계적 및 기계적 부하에 대해 더 훌륭한 장기간 신뢰성을 갖는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드를 제공하고, 또한, 이러한 비접촉 데이터 전송용 칩 카드를 생성하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 이 목적은, a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어(1), 상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2), 상기 제 1 측면 상의 콘택트 메이커(3), 및 상기 반도체 칩(2)과 상기 콘택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는 칩 모듈과, b) 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 포함하는 카드 바디로 구성되고, 상기 안테나를 상기 반도체 칩(2)에 접속시키는 전기 전도성 구성물(7) - 상기 구성물에는 콘택트 메이커(3)가 돌출되어 있음 - 은 상기 제 1 측면과 상기 노출된 접속점(5) 사이에 위치하는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드에 의해 달성된다.
콘택트 메이커는, 반대 쪽 측면을 적어도 부분적으로 통과함으로써 서로 마주보고 있는 두 부분을 전기적으로 및/또는 기계적으로 접속시키는 스파이크형 장치를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따른 칩 카드의 주요 이점은, 전기 전도성 구성물 내로 돌출된 콘택트 메이커가, 통상적인 접속부에 비해, 예를 들어, 전단력(shearing forces)과 같은 열기계적 또는 기계적 부하(loads)를 위한 추가의 수용 장치를 제공한다는 것이다. 그 결과, 칩 모듈과 칩 카드 사이의 접속부의 장기간 신뢰성이 현격히 증가하고 그 결과로서 전체적인 칩 카드의 장기간 신뢰성이 현격히 증가한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예는 적어도 하나의 스터브 범프가 콘택트 메이커로서 제공되는 것이다. 네일 헤드(head of a nail) 형상의 핀치 오프 본딩 와이어(pinched-off bonding wire)가 스터브 범프로서 언급된다. 스터브 범프는 접속 기술 분야에 충분히 알려져 있다. 이들은 생성하기에 간단하며, 칩 모듈을 카드 바디에 추입하는 공정을 위한 임의의 추가적인 물질 및/또는 공정 단계를 요구하지 않는다.
본 발명에 따른 칩 카드의 유리한 발달은 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 스터브 범프가 있는 2개 이상의 스터브 범프가 제공되는 것이다. 그 결과, 콘택트 메이커는 전기 전도성 구성물 내로 더 깊숙이 침투한다. 이것은 칩 모듈과 카드 바디 사이의 접속부의 기계 강도를 증가시킨다.
본 발명에 따른 칩 카드의 더 유리한 발달은 적어도 하나의 점착성으로 부착된 콘택트 핀이 콘택트 메이커로서 제공되는 것이다. 이것은 콘택트 메이커를 부착하기 위해 납땜하거나 용접할해야 할 필요가 없는 캐리어를 칩 모듈에 사용할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 추가적인 유리한 발달로서, 적어도 하나의 화학적으로 부착되거나 전착된(electrodeposited) 콘택트 범프가 콘택트 메이커로서 마련된다는 것이 제공된다. 이것은 추가적인 대안 물질이 콘택트 메이커로 사용될 수 있게 한다.
전기 전도성 구성물이 카드 바디 내의 클리어런스(clearance)에서 카드 바디의 표면과 접속점 사이에 위치하고 클리어런스가 벽에 의해 측방이 제한되는 경우는 본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예이다. 이것은, 한편으로는 콘택트 메이커가 큰 기계적 저항 없이 도입될 수 있고 또 한편으로는 구성물이 간단히 흘러버리는 것이 아니라 그것을 둘러싸고 있는 벽에 의해 유지되는 액체 또는 용이하게 변형할 수 있는 전기 전도성 구성물의 사용을 가능하게 한다.
전기 전도성 물질은 유리하게도 경화 가능하다. 이것은, 콘택트 메이커가 시초에 액체이거나 용이하게 변형할 수 있는 구성물 내로 도입된 후, 간단한 방법으로 콘택트 메이커와 전기 전도성 구성물 사이에 단단한 접속이 이루어지게 한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 더 바람직한 실시예는 전기 전도성 구성물이 탄성체인 것을 제공한다. 탄성은 칩 모듈과 카드 바디 사이에서 발생할 수 있는 기계력이 콘택트 메이커와 안테나 접속점 사이의 접속부의 파괴를 유발하지 않고 흡수되게 한다.
전기 전도성 구성물이 전도성 접착제인 경우, 이것은 전기 전도성의 경화 가능한 탄성 접속부를 얻는 이점을 제공한다.
콘택트 메이커는 바람직하게도 전기 전도성 구성물과 확실히 접속된다. 이것은 콘택트 메이커를 경화 가능한 안전한 접속부를 생성하는 전기 전도성 구성물과 연결하는 효과를 달성한다.
칩 모듈이 접속 물질에 의해 카드 바디와 접속되는 경우는 본 발명에 따른 칩 카드의 유리한 발달이다. 이것은, 특히, 장력(tensile forces)에 관하여, 더욱 신뢰할 수 있고 더욱 훌륭하게 로딩(loading)되게 할 수 있는 접속 효과를 달성한다.
접속 물질이 전기 비전도성 열용해(hotmelt) 접착제인 경우, 표준 주입기 상의 칩 카드의 생성이 가능해진다.
본 발명에 따른 칩 카드의 특히 유리한 발달은 칩 모듈을 수용하는 공동(cavity)이 카드 바디에 형성되는 것을 제공한다. 이것은 칩 모듈이 특히 공간 절 약 방식으로 카드 바디에 접속되게 한다. 칩 카드의 두께는 결과적으로 한도 내로 유지된다.
본 발명에 따른 칩 카드의 더 유리한 개선점은 캐리어의 제 2 측면에 접촉 영역이 존재하며, 이 접촉 영역은 반도체 칩에 전기적으로 접속된다는 것을 제공한다. 이것은 칩 카드가 또한 콘택트와 함께 데이터 전송에 사용되게 하여 결과적으로 사용자에게 더 많은 응용 가능성을 제공한다.
또한, 그 목적은, a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어, 상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2), 상기 제 1 측면 상의 콘택트 메이커(3), 및 상기 반도체 칩(2)과 상기 콘택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는 칩 모듈을 제공하는 단계와, b) 카드 바디(6)에 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및 상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 제공하는 단계와, c) 상기 노출된 접속점(5)에 전기 전도성 구성물(7)을 부착하는 단계와, d) 상기 칩 모듈을 상기 카드 바디(6)와 함께 가져오되, 상기 콘택트 메이커(3)는 상기 전기 전도성 구성물(7)에 주입되어 있는 단계를 포함하는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
이 방법의 이점은 칩 모듈과 카드 바디 사이의 접속부가 매우 용이하게 실현될 수 있고 통상적인 표준 주입기 상에 생성될 수 있다는 것이다. 또한, 이 방법으로 콘택트 메이커와 전기 전도성 구성물 사이에 생성된 접속부는 칩 모듈과 카드 바디 상에 작용하는 열기계적 및 기계적 부하에 대해 매우 양호한 장기간 신뢰성을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 발달은 카드 바디 내의 클리어런스를 도입함으로써 카드 바디 표면과 접속점 사이에서 노출되며, 이 때의 클리어런스는 벽에 의해 측방이 완벽하게 제한된다는 것을 제공한다. 이것은 또한 액체 또는, 예를 들어, 분말이나 반죽(paste)과 같이 매우 용이하게 변형할 수 있는 전기 전도성 구성물이 사용될 수 있게 한다. 구성물은 클리어런스의 측방 벽에 의해 흘러 버리거나 변형되는 것이 방지된다. 이러한 액체 또는 용이하게 변형할 수 있는 구성물의 사용은 콘택트 메이커의 주입을 더욱 용이하게 만드는데, 이는 어떤 큰 기계력이 주입 공정에 발휘될 필요가 없기 때문이다. 또한, 이러한 액체 또는 용이하게 변형할 수 있는 구성물의 사용은 구성물이 그 자체를 주입된 콘택트 메이커의 형상으로 적용하고 이 방식으로 최적의 전기적 및 기계적 접속부를 설정하는 효과를 달성한다.
전기 전도성 구성물이 콘택트 메이커의 주입 후에 경화되는 경우는 특히 유리하다. 이것은 콘택트 메이커와 전기 전도성 구성물 사이에 단단한 접속부를 생성한다.
칩 모듈은 바람직하게도 접속 물질에 의해 카드 바디에 접속된다. 이것은 추가의 기계적 접속부를 생성하는데, 이는 2개의 구성소자들 사이에 더 큰 안정성을 가져온다. 또한, 이 추가적인 접속 물질은 칩 모듈을 카드 바디 상의 소정 위치에 고정시키는 데 필요하다. 이것은 주입된 콘택트 메이커가 전기 전도성 구성물과 단단히 기계적 접속되지 않는 한 특히 중요하다.
본 발명에 따른 방법의 더 바람직한 실시예에서, 콘택트 메이커는 칩 모듈이 카드 바디와 함께 옮겨질 때 접속 물질을 통해 가압된다. 그 결과, 접속 물질은 넓은 표면적 상에 필름으로서 임의의 클리어런스 또는 개구부가 콘택트 메이커에 대해 제공될 필요 없이 용이한 방식으로 부착된다. 이것은 생산 비용을 낮춘다.
칩 모듈을 수용하는 공동이 카드 바디에 제공되는 경우, 칩 카드의 평평한 표면은 칩 카드로 리세스된 칩 모듈에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 기초로 하여 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1에는, 칩 모듈 및 카드 바디(6)로 이루어진 칩 카드의 개략적인 단면도가 표시되어 있다.
칩 모듈은 캐리어(1)를 포함하는데, 이것은, 예를 들어, 유리 섬유 강화 에폭시 수지(glass fibre-reinforced epoxy resin)로 이루어진 플라스틱 필름으로 구성된다. 캐리어(1)의 하측에는 반도체 칩(2) 및 전기 전도성 접속부(4)가 부착된다. 반도체 칩(2)을 보호하기 위해서, 그것은 플라스틱 몰딩 화합물로 밀봉된다.
카드 바디(6) 또는 안테나의 접속점(5)과의 기계적 및 전기적 접속을 위해 전기 전도성 접속부(4)에는 콘택트 메이커(3)가 부착된다. 콘택트 메이커(3)는 네일 헤드(head of a nail) 형상의 핀치-오프 본딩 와이어(pinched-off bonding wire)(일반적으로는 스터브 범프(stub bump)라고 알려져 있음)이다. 스터브 범프의 크기는 가변적이며 요건에 따라 설정될 수 있다. 일반적으로, 스터브 범프는 5 ㎛ 내지 100㎛의 높이를 갖는다.
콘택트 메이커(3)의 측방으로는, 접속 물질(8)이 있으며, 이 물질은 칩 모듈 및 카드 바디(6)가 서로 결합하기 전에 칩 모듈에 부착된다. 접속 물질(8)은 전기적 비전도성 열 활성화 접착제(일반적으로는, 열용해 접착제라고 알려져 있음)이다.
공동(cavity)(10)은, 일반적으로, 폴리카보네이트로 이루어진 플라스틱 필름인 카드 바디(6)로 알려진 방식으로 밀링된다. 이 공동(10)은 카드 바디의 표면 형상을 결정한다. 도 1에서, 공동(10) 및 카드 바디 표면의 스텝 형상 프로파일을 볼 수 있다. 일 단계에서는, 카드 바디 표면으로부터 안테나의 접속점(5)까지 연장된 클리어런스(clearance)(9)를 볼 수 있다. 클리어런스(9)는 잔존 카드 바디(6)에 의해 형성된 벽(walls)에 의해 측방이 제한된다.
클리어런스(9)에는, 전기 전도성 구성물(7)이 있으며, 이 구성물은 일반적으로 전기 전도성 접착제이다.
콘택트 메이커(3)는 전기 전도성 구성물(7)에 주입되어 있다. 접속 물질(8)은 칩 모듈과 카드 바디(6) 사이에 추가 접속을 설정한다.
도 2에는, 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 스터브 범프가 쌓여 있는 2개의 스터브 범프를 포함하고 있는 콘택트 메이커(3)의 바람직한 실시예의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 콘택트 메이커(3)는 전기 전도성 접속부(4) 상에 마련된다.
본 발명에 따르면, 열기계적 및 기계적 부하에 대해 더 훌륭한 장기간 신뢰성을 갖는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어(1),
    상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2),
    상기 제 1 측면 상의 콘택트 메이커(3), 및
    상기 반도체 칩(2)과 상기 콘택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는
    칩 모듈과,
    b) 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및
    상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 포함하는
    카드 바디로 구성되고,
    상기 안테나를 상기 반도체 칩(2)에 접속시키는 전기 전도성 구성물(7) - 상기 구성물에는 콘택트 메이커(3)가 돌출되어 있음 - 은 상기 제 1 측면과 상기 노출된 접속점(5) 사이에 위치하는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 스터브 범프가 콘택트 메이커(3)로서 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    2개 이상의 스터브 범프가 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 하나의 스터브 범프가 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 점착성으로 접착된 콘택트 핀이 상기 콘택트 메이커(3)로서 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 화학적으로 부착되거나 전착된(electrodeposited) 콘택트 범프가 콘택트 메이커(3)로서 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 상기 카드 바디(6) 내의 클리어런스(9)에서 상기 카드 바디의 표면과 상기 접속점(5) 사이에 위치하며, 상기 클리어런스(9)는 벽에 의해 측방이 완벽하게 제한되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 경화 가능한(curable)
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 탄성체인
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 전도성 접착제인
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘택트 메이커(3)는 상기 전기 전도성 구성물(7)과 확실히 관련된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 칩 모듈은 접속 물질(8)에 의해 상기 카드 바디(6)에 접속된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 접속 물질(8)은 전기적 비전도성 열용해 접착제인
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 칩 모듈을 수용하는 공동(cavity)(10)은 상기 카드 바디(6)에 형성되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(1)의 상기 제 2 측면 상에 접촉 영역이 존재하며, 이들 접촉 영역은 상기 반도체 칩(2)에 전기 전도성으로 접속된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  15. a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어,
    상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2),
    상기 제 1 측면 상의 콘택트 메이커(3), 및
    상기 반도체 칩(2)과 상기 콘택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는
    칩 모듈을 제공하는 단계와,
    b) 카드 바디(6)에
    유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및
    상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 제공하는 단계와,
    c) 상기 노출된 접속점(5)에 전기 전도성 구성물(7)을 부착하는 단계와,
    d) 상기 칩 모듈을 상기 카드 바디(6)와 함께 가져오되, 상기 콘택트 메이커(3)는 상기 전기 전도성 구성물(7)에 주입되어 있는 단계를 포함하는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 접속점(5)은 상기 카드 바디(6) 내의 클리어런스(9)를 도입하여 상기 카드 바디의 표면과 상기 접속점(5) 사이에 노출되며, 상기 클리어런스(9)는 벽에 의해 측방이 완벽하게 제한되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 상기 콘택트 메이커(3)의 주입 후에 경화되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 칩 모듈은 접속 물질(8)에 의해 상기 카드 바디(6)에 접속된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 콘택트 메이커(3)는 상기 칩 모듈이 상기 카드 바디(6)와 함께 옮겨질 때 상기 접속 물질(8)을 통해 가압되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법.
  20. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 칩 모듈을 수용하는 공동(10)은 상기 카드 바디(6)에 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 생성 방법.
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