Несучий елемент для напівпровідникового чіпа для вмонтування в чіп-картки

1 Несучий елемент для напівпровідникового чіпа (2) з принаймні двома виводами (1), зокрема для вмонтування у чіп-картки (11), з такими ознаками - елемент має компаунд (5), що обволікає та захищає напівпровідниковий чіп (2), - виводи (1) виготовлені з електропровідного матеріалу, а їхні КІНЦІ (1а), обернені назустріч один одному, мають зменшену товщину, причому їх поперечний переріз лише з одного боку має виступ, - напівпровідниковий чіп (2) розміщений на ДІЛЯНЦІ цих виводів (1), яка має меншу товщину (1а), та з'єднаний з ними механічно, який відрізняється тим, що - виводи (1) розташовані на одній з основних поверхонь компаунда (5) вздовж лише двох протилежних країв, - КІНЦІ виводів (1а), що мають зменшену товщину, виготовлені способом рельєфного формування 2 Несучий елемент за п 1, який відрізняється тим, що ВІЛЬНІ поверхні виводів розташовані врівень з поверхнею компаунда (5) 3 Несучий елемент за п 1 або 2, який відрізняється тим, що виводи (1) прокладені ли утворюють контактні площадки 4 Несучий елемент за п 1 або 2, який відрізняється тим, що виводи (1) виступають за межі компаунда (5) та утворюють контактні площадки 5 Несучий елемент за п 4, який відрізняється тим, що контактні площадки (1) мають розширені КІНЦІ (1Ь) 6 Несучий елемент за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що напівпровідниковий чіп (2) розташований на виводах (1), причому його сторона, на якій розміщені інтегральні схеми, орієнтована убік цих виводів (1) 7 Несучий елемент за п 6, який відрізняється тим, що напівпровідниковий чіп (2) розташований на стороні виводів (1), у поперечному перерізі яких виконаний виступ 8 Несучий елемент за п 7, який відрізняється тим, що механічні з'єднання одночасно є електричними з'єднаннями (6) 9 Несучий елемент за п 7, який відрізняється тим, що електричні з'єднання реалізуються за допомогою з'єднувальних провідників (4) 10 Несучий елемент за одним з пп 1-5, який відрізняється тим, що напівпровідниковий елемент (2), сторона якого, на якій розміщені інтегральні схеми, орієнтована вбік від виводів (1), розташований на стороні виводів (1), у поперечному перерізі якої передбачений виступ, і електричні з'єднання реалізовані за допомогою з'єднувальних провідників (4) 11 Несучий елемент за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що виводи відігнуті вбік під кутом, близьким до прямого, відносно напівпровідникового чіпа (2) 12 Несучий елемент за одним з п 11, який відрізняється тим, що виводи ще раз відігнуті під кутом, близьким до прямого, у напрямку від напівпровідникового чіпа (2) ше на ДІЛЯНЦІ, на яку нанесено компаунд (5), де Винахід стосується несучого елементу для напівпровідникового чіпа з принаймні двома виводами, зокрема для вмонтування у чіп-картки, причо му елемент має оболонку у вигляді маси (компаунд), що обволікає та захищає напівпровідниковий чіп, виводи виготовлені з електропровід О (О CO (О 46136 ного матеріалу, їхні обернені назустріч один однозавтовшки приблизно 200мкм, дві серединні плівки му КІНЦІ мають зменшену товщину, причому у позавтовшки ЮОмкм кожна, дві друковані плівки, перечному перерізі лише з одного боку є виступ розташовані з обох боків чіп-картки, завтовшки Напівпровідниковий чіп розташований на цій ДІЛЯ150мкм кожна та дві плівки для захисту поверхні НЦІ ВИВОДІВ, що має зменшену товщину, і з'єднаний картки від механічних пошкоджень завтовшки приз ними механічно близно 50мкм кожна Загальна товщина структури у ВІДПОВІДНОСТІ до вимог стандарту ISO 7816 досяТакий несучий елемент відомий з опису до пагає приблизно 800мкм У зв'язку з цим необхідно/ тенту Японії JP 08-11606 А Проте, цей відомий щоб висота несучого елемента не перевищувала несучий елемент непридатний для вмонтування у 400мкм, а його довжина у площині картки була чіп-картки, оскільки він покритий компаундом з якомога меншою обох боків, і до виводів немає ВІДПОВІДНОГО доступу У разі виготовлення несучого елемента, відомого з патенту США US 5,134,773, виявляється, ВІДОМІ різні типи несучих елементів для напівщо його товщина перевищує 400мкм, що обумовпровідникового чіпа для вмонтування у чіп-картки лено монтажем чіпа на підкладці, а також товщиТак, в описі до патенту США US 5,134,773 несучий ною з'єднувальних провідників В основу винаходу елемент з контактними площадками, виготовлебуло покладено завдання розробки несучого еленими з електропровідних матеріалів у вигляді так мента з невеликою товщиною, а також поліпшезваного Leadframes (рамки з ЗОВНІШНІМИ виводаною характеристикою МІЦНОСТІ, ЩО ВИГОТОВЛЯЄТЬСЯ ми), у якому напівпровідниковий чіп наклеєний на простим способом розташовану по центру підкладку і за допомогою з'єднувальних провідників електрично з'єднаний з Це завдання вирішується за допомогою несупериферійними контактними площадками Напівчого елемента за п 1 формули винаходу Перевапровідниковий чіп оточений компаундом, що зажні варіанти реалізації винаходу наведені у залехищає його та з'єднувальні провідники, а також жних пунктах формули винаходу фіксує контактні площадки у належній позиції Виводи, які під час монтажу напівпровідникоОскільки має бути забезпечений вільний доступ до вого чіпа, а також покривання компаундом чіпа та контактних площадок з боку, протилежного до тоз'єднувальних провідників є складовою частиною го, на якому розміщений чіп, компаунд нанесений опірного каркасу, так званого Leadframes (рамки з лише з одного боку Для того, щоб, незважаючи на виводами), мають ділянку зі зменшеною товщице, забезпечити надійну механічну фіксацію, конною, сформовану таким чином, що у поперечному тактні площинки зі сторони, протилежної до стороперерізі виступ є лише з одного боку Згідно З вини розташування чіпа, на ДІЛЯНЦІ, де передбачені находом, ділянка зі зменшеною товщиною виробпрорізи для електричної ізоляції цих площадок ляється шляхом рельєфного формування При одна від одної, зроблені задні розрізи, що заповцьому у більшості випадків достатньо зменшити нюються компаундом, внаслідок чого забезпечутовщину на 50% відносно номінальної товщини ється з'єднання, подібне до заклепкового Хоча виводів конструкція описаного у патенті США US 5,134,773 Це означає, що основна поверхня виводів є несучого елемента була розроблена для так зварівною, в той час як протилежна поверхня має них контактних чіп-карток, тобто на поверхні чіпвиступ Напівпровідниковий чіп розташований на картки розташовані контактні площадки, доступ до цій ДІЛЯНЦІ При цьому він може бути розміщений яких відкритий ззовні для пристрою зчитування, як зі сторони з виступом, так і на протилежній стопроте, можливим та вже відомим є варіант консроні Доцільно, ЩО активна сторона чіпа, якщо він трукції, у якому передбачено лише два виводи, які розташований на стороні виводів з виступом, орієможна електрично з'єднати з котушкою, розміщентована у протилежну від виводів сторону Якщо ною у картці або на підкладці картки він розташований на стороні, протилежній стороні з виступом, доцільно, щоб його активна сторона Крім того, можна передбачити таку КІЛЬКІСТЬ та була обернена до виводів, оскільки тоді з'єднуваконструкцію виводів, щоб вони були придатними льні провідники можна з'єднувати з виводами на як для з'єднання з котушкою або антеною, так і ДІЛЯНЦІ зі зменшеною товщиною, таким чином, для забезпечення зв'язку з пристроєм зчитування товщина з'єднувальних провідників більше не має У разі виготовлення безконтактних чіп-карток великого значення В обох випадках досягається способом ламінування, тобто коли несуча плівка бажане зменшення висоти для котушки, на якій змонтовано несучий елемент, зварюється принаймні з двома покривними плівМаксимально зменшити висоту можна так зваками, дуже важливо, щоб габарити несучого еленим способом монтажу Flip-Chip, коли контактні мента, тобто стороннього тіла, яке треба заварити площинки напівпровідникового чіпа зі стовщенняу покривну плівку (заламшувати), були якомога ми, так званими "bumps" (контактними стовпчикаменше, щоб розм'якшені під впливом високої темми), безпосередньо припаюються або приклеюператури та тиску покривні плівки, які обтікають ються до виводів У цьому разі можна не несучий елемент, обволікали його оптимальним застосовувати з'єднувальні провідники чином, завдяки чому можна було б виготовляти Якщо не розміщувати чіп на підкладці, не тільВИСОКОЯКІСНІ картки без утворення западин та деки зменшується товщина несучого елемента, а фектів друкованого зображення, тобто формувати забезпечується також краще зчеплення компаунду рівні поверхні для друкування на наступному техз виводами, оскільки компаунд може обтікати чіп з нологічному етапі обох боків та існує міцний контакт між чіпом та виводами Внаслідок відсутності підкладки для Чіп-картка для застосування без контактів має чіпа більше не виникають зусилля концентрації таку типову структуру несуча плівка для котушки 46136 напруг, завдяки чому збільшується розривна МІЦцією метою вони з єднані з напівпровідниковим НІСТЬ чіпом 2 за допомогою з'єднувальних провідників 4 ОСКІЛЬКИ бажана висота несучого елемента є Напівпровідниковий чіп 2 з'єднаний з виводами 1 малою, одна з контактних поверхонь запишається за допомогою клею 3 Напівпровідниковий чіп 2 та вільною і її можна використати для контактування з'єднувальні провідники 4 запиті або покриті споДля забезпечення оптимального вмотування у чіпсобом екструзії компаундом 5 Компаунд 5 має картку, зокрема у ламіновану чіп-картку, доцільно, переважно світлий колір, тому не просвічує крізь щоб поверхня компаунду між виводами та поверхшари структури чіп-картки як ІНШІ компаунди, що ня виводів були розташовані врівень одна з одзазвичай пропонуються на ринку ною Як можна побачити на фіг 7, виводи 1 розташовані переважно на ДІЛЯНЦІ діагональних кутів Виводи можуть виступати за контури компауннесучого елемента для утворення рівномірної та ду та утворювати контактні пелюстки для виводів збалансованої підкладки для напівпровідникового антени Це є перевагою для монтажу, під час якого чіпа 2 під час монтажу Виводи 1 для монтажу котушка антени розміщується на несучій ПЛІВЦІ з'єднані з рамкою, що їх утримує на собі, так зваПеревага полягає у тому, що несуча плівка має ною Leadframe, і після монтажу чіпа та його покривиріз або виїмку, яка заповнюється компаундом, в вання компаундом способом заливання або ексттой час як виводи або, у наведеному прикладі, рузії висікаються з нього У наведених прикладах контактні пелюстки на несучій ПЛІВЦІ котушки припередбачено лише два виводи 1, оскільки ці несучі лягають до виводів котушки елементи передбачені насамперед для безконтакОднак можна також розташувати виводи лише тних чіп-карток Проте, можна також передбачити на ДІЛЯНЦІ, де нанесений компаунд, причому переКІЛЬКІСТЬ виводів, що перевищує КІЛЬКІСТЬ контактвага полягає у тому, що такий несучий елемент них площадок згідно з вимогами стандарту ISO можна потім вмонтувати у вже заламшовану карт7816, щоб у такий спосіб отримати несучий елеку, у якій передбачений виріз КІНЦІ котушки антени мент для контактних чіп-карток Важливо, що відрозміщуються переважно у цьому вирізі, щоб їх сутня підкладка для чіпа Завдяки цьому, з одного можна було просто з'єднати з виводами несучого боку, не виникають зусилля концентрації напруги, елемента, наприклад, способом приклеювання а, з іншого боку, компаунд 5 може обволікати весь або паяння, або за допомогою пружних з'єднувачіп 2, забезпечуючи в такий спосіб краще зчепленльних деталей ня виводів 1 з несучим елементом, оскільки їхні Несучий елемент, що має лише такі контактні більші ділянки утримуються за рахунок клейового площинки замість контактних пелюсток, які вистуз'єднання 3, а не лише за рахунок дії адгезійних пають за його контур, можна також розміщувати сил між компаундом 5 та виводами 1 безпосередньо на несучій ПЛІВЦІ котушки У цьому разі у ВІДПОВІДНІЙ серединній ПЛІВЦІ багатошарової Ще краще зчеплення виводів 1 досягається у структури картки слід передбачити виїмку тому разі, коли вони відігнуті під кутом, як це показано на фіг 2 Перша ділянка 1с виводів 1 відігнута КІНЦІ контактних пелюсток можуть бути переприблизно під прямим кутом відносно чіпа 2 В важно розширені для забезпечення кращого з'єдіншому варіанті реалізації винаходу другу ділянку нання з виводами намотаних котушок 1d також можна відігнути приблизно під прямим Особливо міцне зчеплення компаунду з вивокутом в іншому напрямку Внаслідок цього виникає дами досягається утому разі, якщо виводи відігнуінша контактна площинка, доступ до якої забезпеті під прямим кутом у напрямку до чіпа, причому чується ззовні, так що такий несучий елемент привідігнуті ділянки розташовані у компаунді Якщо датний також для застосування у так званих комбіпелюстки виводів ще раз відігнути під прямим кукартках, оскільки він з одного боку може бути з'єдтом, переважно в інший бік, зчеплення додатково наний з котушкою, а з іншого боку може контактуполіпшується Крім того, у цьому разі утворюються вати з пристроєм зчитування Проте, для цього ІНШІ контактні площинки, які можна використати потрібно більше двох виводів Однак було б додля альтернативного монтажу статньо відігнути під кутом лише два виводи Далі суть винаходу пояснюється на прикладі реалізації за допомогою креслень На них показаКрім відсутності підкладки для чіпа, головною но ознакою несучого елемента згідно з винаходом є ділянка 1а виводів 1, яка має зменшену у порівна фіг 1 - 6 - поперечні перерізи різних варіаннянні з номінальною товщину, проте при цьому тів конструкції несучого елемента, що відповідає виступ у поперечному перерізі утворений лише з винаходу, одного боку виводів 1 Внаслідок цього загальну на фіг 7 - несучий елемент з контактними певисоту несучого елемента можна зменшити прилюстками для монтування на несучій ПЛІВЦІ ДЛЯ близно на половину товщини виводів, якщо напівкотушки, та, провідниковий чіп 2 розміщується на цих ділянках, на фіг 8 - несучий елемент з контактними пеякі мають зменшену товщину Оскільки ці ділянки люстками для монтування на несучій ПЛІВЦІ котуш1а можна робити малими, механічні характеристики або безпосередньо у чіп-картці ки виводів 1 не погіршуються На фіг 1 зображений поперечний переріз показаного на фіг 7 несучого елемента, що відповідає На фіг 1 та 2 напівпровідниковий чіп 2 розтавинаходу Два виводи 1 розташовані вздовж прошований на стороні виводів 1, яка у поперечному тилежних країв несучого елемента Вони служать, перерізі має виступ, причому активна сторона наз одного боку, поверхнею прилягання для напівпівпровідникового чіпа 2, тобто сторона, на якій провідникового чіпа 2, а, з іншого боку, для його розміщені інтегральні схеми, орієнтована вбік від контактування за межами несучого елемента З виводів 1 На фіг 2 та 3 показані варіанти, на яких 8 10 Під час монтажу компаунд 5 потрапляє у виріз 9 несучої плівки 7, причому контактні пелюстки 1 з'єднуються з виводами котушки 10 Цей варіант дозволяє досягти найменшої монтажної товщини несучого елемента у ламінованій картці На фіг 8 показаний варіант, у якому виводи 1 виготовлені у вигляді контактних площадки (які не зазначені на кресленні, оскільки вони знаходяться на нижньому боці несучого елемента) Показано, що ділянки, які виступали за межі компаунду 5, були видалені, наприклад ще під час висікання з рамки (Leadframe) Несучий елемент монтується на несучій ПЛІВЦІ котушки 7 та з'єднується з виводами котушки 10 Для отримання рівної поверхні чіп-картки у верхній серединній ПЛІВЦІ ламинованої чіп-картки слід зробити виріз Проте, цю форму конструктивного виконання несучого елементу можна також використовувати для вмонтування у вже заламшовану або залиту компаундом картку 11, у якій для цього зроблено виріз 12 У вирізі 12 видно виводи котушки 10, які завдяки цьому переважному розміщенню можна просто з'єднувати з виводами несучого елемента 1 Завдяки вмонтуванню несучого елемента у чіп-картку 11 на наступному етапі можна простим способом виготовляти так звану комбі-картку, у якій з однієї сторони на поверхні чіп-картки 11 передбачені контактні площадки для утворення контакту з пристроєм зчитування, а з іншої сторони котушка 8 Для цього особливо зручною є конструкція несучого елемента згідно з фіг 2 46136 напівпровідниковий чіп 2 розташований на стороні виводів 1, протилежній до сторони з виступом у поперечному перерізі, причому активна сторона орієнтована у бік виводів 1 З'єднувальні провідники 4 при цьому згідно з винаходом прокладені на ділянках 1а, що мають зменшену товщину, так що товщина несучого елемента не збільшується за рахунок товщини з'єднувальних провідників Висоту можна додатково зменшити, якщо не покривати зворотний бік чіпа компаундом 5, як це показано на фіг 4 Це можливо, оскільки активна сторона напівпровідникового чіпа 2 орієнтована у бік виводів 1 На фіг 5 та 6 показані ІНШІ варіанти монтажу, на яких напівпровідниковий чіп 2 з'єднаний з виводами 1 так званим способом Flip-Chip Контактні площадки чіпа 2 при цьому з'єднані безпосередньо з ділянками виводів 1а, що мають зменшену товщину Перед цим їх можна оснастити електропровідними виступами 6, так званими "bumps" або контактними стовпчиками Найменшу товщину має несучий елемент згідно з фіг 6, у якому напівпровідниковий чіп 2 вмонтований у техніці Flip-Chip на ДІЛЯНЦІ 1а, що має зменшену товщину, а зворотній бік чіпа не покривається компаундом 5 На фіг 7 показаний можливий варіант вмонтування несучого елемента, що відповідає винаходу, у несучу, плівку 7 котушки антени 8 Несучий елемент має виводи 1 з контактними пелюстками, тобто виводи 1 виступають за межі компаунду 5 КІНЦІ контактних пелюсток 1Ь розширені для забезпечення кращого контакту з виводами котушки ФІГ.1 ФІГ. 2 ФІГ. З ФІГ. 5 ФІГ. 6 46136 ІЬ ФІГ. 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10