Модуль для чіп-карти та чіп-карта, що його містить

1 Модуль (1) для чіп-карти, що містить напівпровідниковий чіп, який електропровідно з'єднаний з металевою вивідною рамкою (2), в якій виконані контактні площадки (3), який відрізняється тим, що напівпровідниковий чіп принаймні з одного боку забезпечений електроізолюючим захисним шаром, на верхній поверхні (4) якого, зворотній від напівпровідникового чіпа, виконані приєднувальні площадки (5), електропровідно з'єднані з місцями створення контакту на напівпровідниковому ЧІПІ, і що напівпровідниковий чіп приєднувальними площадками (5) встановлений на вивідну рамку (2) і через Винахід стосується модуля для чіп-карти та самої чіп-карти, що його містить Модулі для чіп-карт зазвичай складаються з носія, на якому наклеюють або якимось іншим чином прикріплюють напівпровідниковий чіп Носієм може бути тонка провідникова пластина або синтетична плівка, на зворотну відносно чіпа сторону якої шляхом ламінування наносять електропровідний шар з МІДІ або чогось подібного, який має структуру окремих контактних площадок, які за з контактними площадками (3) 2 Модуль для чіп-карти за п 1, який відрізняється тим, що приєднувальні площадки (5) припаяні до контактних площадок (3) 3 Модуль для чіп-карти за п 2, який відрізняється тим, що приєднувальні площадки (5) прикріплені до контактних площадок (3) за допомогою паяння гарячим повітрям 4 Модуль для чіп-карти за п 3, який відрізняється тим, що паяне з'єднання (6) складається з олов'яно- свинцевого припою 5 Модуль для чіп-карти за п 1, який відрізняється тим, що приєднувальні площадки (5) склеєні з контактними площадками (3) за допомогою електропровідного клеючого матеріалу 6 Модуль для чіп-карти за одним із пунктів 1-5, який відрізняється тим, що вивідна рамка виконана з МІДІ або з мідного сплаву 7 Модуль для чіп-карти за п 6, який відрізняється тим, що вивідна рамка виконана з мідноолов'яного сплаву, зокрема з CuSn6 8 Модуль для чіп-карти за одним із пунктів 1-7, який відрізняється тим, що напівпровідниковий чіп на своїх верхній та нижній поверхнях має електроізоляційні захисні шари 9 Модуль для чіп-карти за одним із пунктів 1-7, який відрізняється тим, що напівпровідниковий чіп з усіх боків оточений електроізоляційним корпусом (7) 10 Чіп-карта (10), яка відрізняється тим, що містить модуль (1) для чіп-карти за одним із пунктів 1-9 допомогою струмознімачів можуть бути з'єднані з пристроєм для зчитування карт Замість ламінованого плівкового носія напівпровідниковий чіп може бути розміщений також на металевій ВИВІДНІЙ рамці (Leadframe) - з проміжним носієм або без нього, на якій проштамповані окремі контактні площадки Форма та розмір контактних площадок визначається, як правило, певними нормами, наприклад ІСО-стандартом 7816 Напівпровідниковий чіп та контактні площадки в звичайних модулях для чіп О 00 со ю 00 ю 58538 карт вступають в електричний контакт за допомогою мікрозварних дротів, які від місць створення контакту на напівпровідниковому ЧІПІ ведуть до місць з'єднання на контактних площадках Як альтернативний варіант напівпровідниковий чіп може бути встановлений так званим методом перевернутого кристалу (Flip-Chip) Для захисту чіпа та його з'єднань з контактними площадками над чіпом та місцями з'єднання наносять шар епоксидної смоли, дуропластичного синтетичного матеріалу або чогось подібного Нарешті готовий модуль для чіп-карти імплантують в носій чіп-карти Подібні модулі для чіп-карти описані, наприклад, в DE 44 24 396 С2, DE 195 32 755 С1, DE 26 59 573 С2 та US-A-4 803 542, а також в ЕР 0 071 311 А1 Зокрема відомий з DE 195 32 755 С1 модуль для чіп-карти має металеву вивідну рамку (Leadframe) з напівпровідниковим чіпом, встановленим методом перевернутого кристалу (Flip-Chip) Вивідна рамка має тривимірну структуру, виготовлену шляхом травлення Документ DE 195 12 191 описує спеціальні матеріали для виготовлення вивідної рамки для модулів для чіп-карт В JP-A-6-342 794 описано напівпровідниковий чіп в корпусі, в якому пасивуючий шар між поверхнею чіпа та корпусом частково покриває поверхню електрода Змонтовані вищеописаним способом модулі для чіп-карти зазвичай мають конструктивну висоту не менш ніж 500-бООмкм Більш тонкі конструкції досі не виготовлялися Внаслідок досить великої конструктивної висоти модулів для чіп-карт сам носій в зоні модуля має бути дуже тонким, щоб загальна товщина чіп-карти не була перевищена Тому в зоні модуля на поверхні чіп-карти виникають окремі западини Чіп-картки, що містять такі чіп-модулі, ВІДОМІ ІЗ ЕР 0 071 311 А1 і DE 26 59 573 Задачею винаходу є розробка такого модуля для чіп-карт, який може бути виготовлений просто та ефективно і має якомога меншу конструктивну висоту При цьому напівпровідниковий чіп мусить бути якомога краще захищений від механічних ушкоджень та ХІМІЧНИХ ВПЛИВІВ Окрім цього, використання такого модуля для чіп-карти має створити можливість для виготовлення якомога більш рівної поверхні без випуклостей та западин Задача вирішується за допомогою модуля для чіп-карти, що містить напівпровідниковий чіп, електропровідне з'єднаний з металевою вивідною рамкою, в якій виконані контактні площадки Переважні і ДОЦІЛЬНІ варіанти рішення відображені в залежних пунктах формули винаходу Крім того, винахід стосується чіп-карти, яка містить ВІДПОВІДНИЙ винаходові модуль для чіп-карти Винахід відрізняється тим, що напівпровідниковий чіп вбудовують в модуль не як «голий» чіп, а як забезпечений принаймні з одного боку електроізоляційним захисним шаром, на зворотній від напівпровідникового чіпа поверхні якого виконані приєднувальні площадки, електропровідне з'єднані з місцями створення контакту на напівпровідниковому ЧІПІ Цей захисний шар забезпечує підвищений захист напівпровідникового чіпа від механічних навантажень і в той же час протидіє волозі та іншим шкідливим ХІМІЧНИМ речовинам Особливо досконалий захист забезпечується тоді, коли захисні шари передбачені на верхньому та нижньому боці напівпровідникового чіпа, або коли напівпровідниковий чіп з усіх боків замкнений в корпус Описані напівпровідникові конструктивні елементи з розташованими на поверхні приєднувальними площадками зазвичай називаються "чіпами в корпусі по розміру" (Size-Packages) і описані, наприклад, в WO 96/02071 Утворення електричного контакту напівпровідникового чіпа з контактними площадками металевої вивідної рамки здійснюється через приєднувальні площадки, розташовані на одній з поверхонь чіпа в корпусі Для цього чіп в корпусі з приєднувальними площадками встановлюють на вивідну рамку, після чого утворюють електричний контакт Це може бути здійснено, наприклад, за допомогою паяних з'єднань Тоді приєднувальні площадки, які називаються також стовпчиковими виводами, виготовляються з такого припою, як м'який припій або паяльна паста, або з матеріалу, що має СТІЙКІСТЬ проти паяння В останньому випадку на приєднувальні площадки на напівпровідниковому чіпи і/або на місця створення контакту на ВИВІДНІЙ рамці наносять припій, після чого виготовляють паяні з'єднання Слід віддавати перевагу паяним з'єднанням з використанням свинцевоолов'яного припою Завдяки високій пластичності цього матеріалу такі паяні з'єднання можуть поглинати високі механічні напруження, не призводячи до втомленості матеріалу Особливо добрі результати досягаються, коли металева вивідна рамка виготовлена з МІДІ або з мідного сплаву Найкращими являються мідноолов'яні сплави, такі як CuSn6 Завдяки високій пластичності цих матеріалів виготовлені таким чином модулі для чіп-карти і самі чіп-карти, що їх містять, дуже мало піддаються навантаженням на згинання Тому їх надійність бездоганна На робочу сторону вивідної рамки можна відомим способом нанести один або кілька захисних шарів Паяні з'єднання між приєднувальними площадками на ЧІПІ та вивідною рамкою можуть бути виготовлені відомим способом Краще за все застосовувати паяння гарячим повітрям До того ж здатність до паяння гарантує, що корпус буде мати високу СТІЙКІСТЬ проти вологи, внаслідок чого мінімальною стає небезпека виникнення тріщин, що викликається проникненням вологи Альтернативний метод утворення контакту полягає в тому, що приєднувальні площадки і вивідна рамка з'єднуються між собою за допомогою електропровідного клеючого матеріалу Матеріали та технологічні засоби відповідають тим, що зазвичай застосовуються в галузі наївпровідникових технологій Монтаж напівпровідникового чіпа в корпусі по розміру в принципі може відбуватися відомим способом при застосуванні звичайних прийомів Доцільним є проведення монтажу на стрічці вивідної рамки, з якої окремі модулі для чіп-карти виділяються лише після позиціонування та утворення 58538 контактів з чіпом в корпусі Імплантація модулів для чіп-карти згідно з винаходом в чіп-карту відбувається за допомогою розповсюджених способів Окрім уже згадуваних переваг, пов'язаних з підвищеною СТІЙКІСТЮ та надійністю при механічних та ХІМІЧНИХ навантаженнях, модулі для чіп карти згідно з винаходом мають і деякі ІНШІ переваги По-перше, вони виготовляються просто, швидко і недорого при низьких затратах матеріалу Оскільки покривати змонтований напівпровідниковий чіп епоксидною смолою або чимось подібним не є необхідно, то порівняно з відомими способами виготовлення тут заощаджується одна з технологічних операцій Крім того, розміри чіпа в корпусі по розміру змінюються надзвичайно мало, завдяки чому є можливість виготовляти модулі для чіп-карти з відтворними контурами До того ж конструктивна висота модулів згідно з винаходом набагато менша, ніж у модулів, виготовлених звичним способом Це впливає на якість чіп-карти Завдяки незначній загальній конструктивній висоті модуля для чіп-карти носій карти в тому МІСЦІ, де мусить бути імплантований модуль, може мати більшу висоту стінки, ніж у звичайних модулів для чіп-карти, внаслідок чого чіп-карта має рівну поверхню без западин на їїповерхні Винахід пояснюється більш детально за допомогою креслень Вони зображують фіг 1 схему модуля для чіп-карти згідно з винаходом у виді зверху, фіг 2 схему модуля для чіп-карти за р и с і в поперечному розрізі, фіг 3 схему чіп-карти, що містить модуль за фіг 1 та 2 Зображений в фіг 1 модуль для чіп-карти 1 містить вивідну рамку 2, на якій шляхом штампування виготовлені контактні площадки 3 Окремі контактні площадки 3 електропровідним з'єднані з однією з приєднувальних площадок 5, розміщення яких унаочнене за допомогою зображених пунктирною ЛІНІЄЮ ділянок Приєднувальні площадки 5 розташовані на поверхні 4 чіпа в корпусі 7 Цей корпус в готовому модулі для чіп-карти служить як сполучний елемент, який закріплює контактні площадки 3, виготовлені з вивідної рамки при відсіканні модулів для чіп-карти Фіг 2 зображує модуль для чіп-карти за фіг 1 в поперечному перерізі в зоні двох приєднувальних площадок 5 Вони електропровідне з'єднані з приналежними до них контактними площадками 3 за допомогою паяного з'єднання 6 На фіг 3 зображена в поперечному перерізі чіп-карта 10, в яку імплантовано показаний на фіг 1 та 2 модуль для чіп-карти Імплантація виконується звичайним способом, шляхом вклеювання модуля 1 у виїмку в корпусі 8 карти за допомогою клеючого матеріалу 9 ФІГ 1 s * 1 ---•• -*^ ФІГ З Комп'ютерна верстка Е А Ярославцева Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна