TW580764B - Mounting substrate for a chip module, a chip module and a smart card - Google Patents

Description

A、發明說明 (發明說明應敘明' 發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖 技術領域 ⑴ 本务明係有關一種用於晶片模組之電絕緣安裝基板，該 二緣安裝基板的一接觸面上具有附有第一接觸表面的接 觸，敷金屬，㈣第-接觸表面彼此間電絕緣，該電絕緣 安裝基板的一使用面該接觸面敷金屬相對，該使用面上具 有附有第二接觸表面的使用面敷金屬，該等第二接觸表面 彼此間電絕緣，且該等第—接觸表面之至少_部份與第二 接觸表面相關聯。本發明亦係有關一種晶片模組，Α用以 插入具有該類型安裝基板的智慧卡本體内。本文亦說明一 種/、有卡片本肢的智慧+，在其表面有一空腔、可將該類 型晶片模組置於其中。 先前技術 上述颁型之電絕緣安裝基板、晶片模組和智慧卡係先前 技術中所§知。此類配置之基本結構將參照圖2說明，其中 頜示插入去曰慧卡本體空腔中晶片模組之斷面圖。 曰μ卡本體50在其表面5丨有一空腔52。空腔“係具有高 -^ 4又的形狀，包括一内腔5 3和一外腔5 4，外腔直徑大 方、内I 53，但深度不及内腔。在空腔52内置入一晶片模組1 ’使其末端大致與智慧卡表面5 1齊平。 曰曰片杈、姐1包括一安裝基板1 0。在一接觸表面1 2上具有接 觸面放孟屬20，敷金屬上有彼此電絕緣的接觸表面2 1。圖2 所不之斷面圖僅顯示兩個第一接觸表面2 1以作範例說明。 在人接觸面敷金屬20相對的使用面13上有使用面敷金屬3 0 580764 (2) 發明說钥繽頁 。其同樣具有彼此電絕緣的第二接觸面3 1，圖中也同樣顯 示兩個第二接觸面以作範例說明。在此示範性具體實施例 中’第二接觸表面3 1本質上係從該安裝基板1 〇的一邊緣區 域延伸到配置於圖2中以I標示的一中央區域。該區域為一 晶片容納區，在此區域中有一晶片4〇配置於安裝基板的使 用面13上。 在此h形中，晶片40和第二接觸面3 1之間的電連接係藉 由4 j衣日日片技術產生。因此，面向使用面1 3的接觸點4 1係 I曰由接觸元件42與第二接觸面3 1上的接觸點3 2電連接。晶 片容納區域1之表面係完全由配置於安裝基板！上的晶片Γ〇 之面積所疋義。而且，由圖2所示之斷面圖可知内腔Μ係用 來容納晶片40。 假設圖式之智慧卡係一標準智慧卡，在安裝基板之接觸 面上總共配置有六至十個第_接觸表面21。此類第一接觸 表面2 1中至少有部分與第二接觸表面3 1相關連。 在此示範性具體實施例中’係藉一接觸材料元件Η在互 接::表面21、31中間形成電連接。在此情況下的 科几件15係所謂「通孔接觸」之形式。為此目的， 2 反1〇有—凹槽14填滿了接觸材料，以形成接觸材料 。：:输1或安裳基板10上另有-模組安裝區〗Π 連接材SI衣區111中，晶片模組1或該安裝基板係藉由-連接材㈣與料腔54之底部機械連接。因此， 組安裝區111係包括外腔54之底部和安裝基板職此覆蓋的 580764

(3) 區域。 11代表既非晶片容納區j亦非模組安裝區m之區域。因此 ，區域II係為内腔壁53和晶片40之間的區域所定義。 "圖2说明了常用之智慧卡的傳統結構。由於當藉由郵件派 送智慧卡時，係由郵件分揀系統來傳送並分類智慧卡，因 此，此時更關注晶片模組設計和安裝至智慧卡時的機械負 载容量。在此過程中，位於智慧卡上的晶片模組極易受由 信件分揀系統内迅速的方向改變所產生嚴重機械彎曲應力 的影響。此外，由於信件分揀系統中直徑一般約為如毫米 的運動滾筒上很高的||送速率和頻繁的方向改變，以及系 '先中其他的设汁特點，故晶片模組也承受很高的運動力。 在某些情況下’當其經過信件分棟系統時，出現的力量 半導體晶片或晶片與第一接觸表面之間的電連接遭 叉知吾。因此，出現的壓力常藉由增加晶片區域和連接區 域中的模組彎曲阻抗來吸收。為此，通常使用堅固的覆罢 化合物來包圍安裝基板使用面上的晶片，且其—般呈有: ::彈性係數。為了增加模組彎曲阻抗以吸收在晶片、區域 二二區域内的力量’也可使用所謂的熱熔黏合劑來將晶 1連接至外腔54的底部。其彈性特性可有效地幫助上 述之措施。 吊刀上 '晶片和第二接觸表面之間係藉由焊絲進行電連接時， 別適用。然而’隨著如圖2所示之新倒裝晶片 何、命入，已使用由聚g旨構成的安裝基板， 所用由環氧化物描士从—壯# f K日尤别 I平飞化物構成的女裝基板。因此，至今仍用來產生 (4) 580764

具有機械強固性晶片模組之方 發明内容 已不再犯無限制地使用。 因此’本發明之目的係具體說明_ 可藉由存ί丨另士曰u t 家9女衣基板， 錯由旬衣曰曰片技術將晶片安裝於其上 械強固性的晶片模組。而且 生，、有機 性之該晶片模組。 L體說明具有機械強固 如申請專利範圍第!項之特點所述 裝基板為基礎而實現二的係…緣安 日7叹選方法。根據本發明， 史 需在曰Η — 人' 相關聯的接觸表面至少 而在日日片谷納區和模組安裝區之外彼此互 。 本發明係基於一頊知缉，Pri丄 ^ 的彎曲阻抗。換言之飞安;ΙΓ1構成的基板具有很低 當彎曲負載施加於其上: ^ ^ ^ , /又有力I作用於晶片本身。由 ;女敕基板之低彎曲阻抗，該 ^ ▲ 昂接觸表面之間一般作 2 =彎曲點的絕緣槽並不會弓I起對晶片的任何損壞作 接：即’安裝基板不能將任何轉矩傳或 至接觸面或使用面上的敷金屬。 飞傳达 传！現在當有一彎曲負載出現時，對其回應的力量則 命认、 达緣處的敷金屬表面上。特別， 貝驗已證明，如果位於使用面上 ^ ^ ]弟一接觸表面係橫跨於 兩個弟一接觸表面之間的 緣t之上犄，很可能會剥落。 …、弟—接觸表面的此種剝落可藉至少在晶片 模組安裝區以外彼此穿+罗芸认 σ、 矛 ^ 设風的互相關聯接觸表面來避免。 *然’互相關聯接觸表面在晶片容納區或模組安裝區内 (5) (5)發嘴說顆繽頁 彼此覆盖也係有利的。 進一步有利之改進係使各第一接觸表面均有相關聯之第 二接觸表面。如本發明之進一步改進所述，若在互相關聯 接觸表面之間藉由接觸材料元件產生電連接，則各第一接 觸表面即可執行電氣功能。接觸材料元件最好係安排在安 裝基板上的安裝區域。 本發明所述之晶片模組係由申請專利範圍第8項之特點 所定義’且其獨特之處為：至少有一晶片係配置於安裝基 板的使用面上’並在主要面上具有接觸點，且其中部分接 觸點係藉由接觸元件與第二接觸點電連接。接觸元件最好 為凸塊（bumps)形式，從而可在晶片和安裝基板之間產生倒 裝晶片接觸。 —，π 犯图乐項之特點所 疋義。本發明所述之智慧卡本體表面有—空腔。上述 =片模組置入於此空腔中，卡片本體上晶片模組之機 :保持力係由模組安裝區域產生。該機械保持力最好 連接材料如黏合劑所產生。在一項較佳改進方案中… 腔係具有高低二階段的形狀’因此有一内腔：； :腔係用於容納晶片模組之晶片，故比外腔更凹入：片： -内。外腔之底部即為模組安裝區 本 械保持力的連接材料即塗敷於其上。 日日片#組之機 實施方式 圖1為根據本發明之安裝基板和 實施例之平面岡妒栌士 、、，、的不範性具鳢 千面圖。根據本發明的安裝基板之構造將在下文 -10 - 580764 ⑹ 縈明赛钥繽裒 中參照圖la說明。 該圖為安裝基板1〇之接觸表面12的平面圖。接觸面敷金 屬20配置於接觸表面12上’並包括八個第一接觸表面2卜 原則上’該等第一接觸表面21可為任何期望之構造。在此 示範性具體實施例中，其在水平和垂直對稱軸上皆呈鏡像 對稱。第-接觸表面2 i係藉由絕、緣槽2 2彼此電絕緣。絕緣 槽22代表潛在預期之彎曲點 四一粉別當其完全跨越安裝基板 上時。舉例而言，在安梦其 、土板1 〇自頂向下貫穿的對稱線區 域内之情況即為如此。由9 3 >主 戈表之该寺接觸表面敷金屬2 〇 區域係用來削弱潛在預期之蠻 R , L ^ π ^心弓曲點，且在此狀況中不具備 電氣功能。 在平面圖中還顯示了在桩鎞主 要觸表面1 2對面之使用面1 3上的 使用面敷金屬3 0，並上右妹夕μ 一 ^ ’、 σ+夕弟一接觸表面3 1。此時第二 接觸表面3 1上有接觸點^ 9 JKk ’’’’，攸而其可藉由倒裝晶片接觸產 生連接’使晶片可配置於伸用 直％便用面13上。在圖式之示範性具 體實施例中，該等篦-垃洛與士 一接觸表面3 1係半導體路線之形式。 原則上’第二接觸表面]彳w & 了為任何期望之形狀。 在該等接觸點3 2對面之主☆山 卜卜 囬夂末鳊，弟二接觸表面3丨藉由接觸 材料元件1 5分別與互相關碑 μ 』耳外之弟一接觸表面2 1實現電連接 。接觸材料元件1 5之構造如同 一 、 饵I如圖2所不，且已在序言中說明。 圖1 a為根據本發明之第— _ . ^ ^ ^ 與弟二接觸表面2 1、3 1的裝置 圖式。為了防止由彎曲g蕾旦/ 負载衫響產生的對第二接觸表面Η 的損害，互相關聯之篦„ 4〜 °弟一接觸表面2 1、3 1彼此完全 覆蓋。 580764 ⑺ 圓 右第二接觸表面31遍及絕緣槽22’則如已提及，當弯曲 出料’由於1緣槽代表預期之“點，射财該表面 、广曲負載作用於安裝基板時’在絕緣槽區域則會出現 褚曲彳吹而過度膨漲或壓縮第二接觸表面3 j ^ 圖A為本發明之晶片模組’其中晶片40係配置於使用面 ^上。此時為了產生倒裝晶片接觸’曰曰曰片4〇覆蓋第二接觸 ^面Η的所有接觸點32。而且，晶片4〇之邊緣定義出晶片 :::卜由交叉陰影表示。晶片容納區“立於區域π内(虚 :匕影)’其顯示出智慧卡本體内腔5 3之輪廓(參照圖2卜根 仏本發:’區域Π内互相關聯的第—和第二接觸表面21、 31之間呈完全覆蓋。其他以⑴代表之非陰影區域代表模组 :裝區’在圖2中更易見。在此區域中，外腔54之底部和安 裝基，啦相覆蓋’故可藉由連接材料55產生機械黏附力。 在晶片容納區I和模組安裝區UI中出現彎曲負載時已有 夠的強固^，故互相關聯之第一和第二接觸表面2 1、3 1 之覆蓋並非絕對必要。'然而，藉由彼此覆蓋之互相關聯接 觸£，在此區域中也可達到晶片模組和安裝基板的機械強 固性。 口此根據本發明，在安裝基板的兩面上敷有金屬，且 原則上互相關聯之第—和第二接觸表面不可超出其相 絕緣槽。肖別而言，在任何未由晶片容納區或模組安裝區 ^/成的區域中’皆需P方止絕緣槽和第二接觸面交叉。°° 圖式簡單說明 本發明及其優點需參照下列圖式詳細說明，其中： -12- 580764

⑻ 圖1為根據本發明之安裝基板和晶片模組的示範性具體 貫施例之平面圖’以及 圖2為說明智慧卡本體内晶片模組配置之斷面圖。 圖式代表符號說明 1 晶片模組 10 安裝基板

12 接觸表面 13 使用面 14 填充接觸材料之凹槽 15 接觸材料元件 20 接觸表面敷金屬 21 第一接觸表面

22 絕緣槽/網絡 30 使用面敷金屬 3 1 第二接觸表面 32 接觸點 40 晶片 41 接觸點 42 接觸元件 50 卡片本體 5 1 表面 52 空腔 5 3 内腔 54 外腔 -13 - 580764 (9)

55 連接材料 I 晶片容納區 II 區域 III 安裝區

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Claims (1)

1. 拾'申請專利範園. L 於晶片模組之電絕緣安裝基板⑽，該電絕緣安 :基板的一接觸面⑽上具有附有第一接觸表面⑼的 觸面敷金屬(20) ’該等第一接觸表面(2 ”彼此間電絕 、：’該電絕緣安裝基板的一使用面(13)該接觸面敷金屬 ==用面(13)上具有附有第二接觸表面(川的使 ，^ =二（3〇)，该等第二接觸表面（3 Ό彼此間電絕緣 主且的第—接觸表面（21)之至少-部份係與第二接觸 1(3 1)相關聯，該等互相關聯之接觸表面至少在一晶 萝一内區⑴和模組安裝區（ΙΠ)範圍外彼此之間完全 復盍，且互相關聯之第一和第二接觸表面（21、31)並不 =超出鄰接於該等第一接觸表面⑼的絕緣槽㈣。 ·:=利範圍第1項之安裝基板，其中該等互相關聯 之接觸表面（21、a U 一， )在该日日片谷納區（I)内彼此覆蓋。 範圍第1或2項之安裝基板，其中該等互相關 士由4 =、面（21、3U在該模組安裝區（ΙΠ)内彼此覆蓋。 ’ ：Π利範圍第1項之安裝基板，其中每-第-接觸 、 )均有一相關聯之第二接觸表面（31)。 申：專利範圍第1項之安裝基板，其中藉由-接觸材 =件叫在互相關聯之接觸表面（21、31)之間產生電 •如申請專利® # 元件⑴）俜配置h 安襄基板’其中該等接觸材料 内。 -於4安裝基板（10)之該模組安裝區（IH) 7

   如 ^ #專利範圍第1項之安裝基板，其中該安裝基板（10) 係由聚酯構成。 —^重用於I λ u 、罝入一智慧卡本體（50)之晶片模組，其具有如 〜=專利範圍第1至7項其中一項之安裝基板（10)，在該 :驮基板（1〇)之使用面（13)上安裝至少一晶片（40)，在該 曰曰片之_ 一 ±： ίΒ -7- » „ , ._ 要面上具有接觸點（41)，該等接觸點中至少 刀係#日接觸件(42)與該等第二接觸點⑴）電連接。 申明專利範圍第8項之晶片模組，J：中哼箄掊鈣开| (42)為凸塊。 ，、中4寻接觸兀件 10 一種在一卡片本體（5〇)表 ，盆中f入“4奎 成—空腔(52)之智慧卡 ”中置入如申μ專利範圍第8或9項之一 ’該晶片模組之機械保持力係由 曰曰…、 安裝區（III)所提供。 片本脰（50)之模組 11.如申請專利範圍第1〇項之智慧卡， 低二階段的形狀。 /、中4空腔係具有高