Модуль інтегральної схеми

1 Модуль інтегральної схеми, який містить множину оснащених на передній стороні контактними площадками (3), електрично ізольованих один від одного контактних елементів (4) і виготовлених з електропровідного матеріалу контактним шаром (2), із напівпровідниковим кристалом (7) із розташованими на головній поверхні (5) напівпровідникового кристала (7) виводами кристала, які через гнучкі дротові виводи (6), що мають максимальну монтажну довжину, електрично з'єднані із зворотною стороною присвоєного виводу кристала контактного елемента (4), і з розташованою між контактним шаром (2) з електропровідного матеріалу і напівпровідникового кристала (7) ізолюючою плівкою (10) з електрично ізолюючого матеріалу, оснащеною множиною отворів для мікрозварювання (9), який відрізняється тим, що ізолююча плівка (10) оснащена множиною отворів для мікрозварювання (9), що перевищує КІЛЬКІСТЬ ВИВОДІВ кристала, і отвори для мікрозварювання (9) відносно їх розташування, форми, КІЛЬКОСТІ, а також присвоєння певному контактному елементу (4) контактного шару (2), виконані так, що для кожного контактного елемента (4) передбачено декілька отворів для мікрозварювання (9), причому ВІДПОВІДНО через один з цих отворів для мікрозварювання (9) проведений гнучкий дротовий вивід до контактного елемента (4) так, що при будь-якому положенні і утриманні поверхні закріпленого напівпровідникового кристала (7) здійснене контактування виводів кристала за допомогою гнучких дротових виводів (6) із ВІДПОВІДНИМ контактним елементом (4) контактного шару (2) 2 Модуль інтегральної схеми за п 1, який відрізняється тим, що передбачена між електропровідним контактним шаром (2) і напівпровідниковим кристалом (7) тонка ізолююча плівка (10) містить щонайменше два отвори для мікрозварювання (9) на присвоєний контактний елемент (4) 3 Модуль інтегральної схеми за пп 1 або 2, який відрізняється тим, що кожен гнучкий дротовий вивід (6) для електричного контактування виводів кристала з контактними площадками (3) контактного шару (2) має максимальну монтажну довжину порядку Змм 4 Модуль інтегральної схеми за будь-яким із пп 13, який відрізняється тим, що передбачено носій (11) з електрично ізолюючого матеріалу, який зв'язаний зокрема в крайовій області контактного шару (2) і який охоплює напівпровідниковий кристал (7) 5 Модуль інтегральної схеми за п 4, який відрізняється тим, що носій (11) виготовлений із склоепоксидного матеріалу і має товщину порядку 125 мкм 6 Модуль інтегральної схеми за будь-яким із пп 1-5, який відрізняється тим, що розташована між електропровідним контактним шаром (2) і напівпровідниковим кристалом (7) тонка ізолююча плівка (10) має товщину меншу порядку ЗО мкм 7 Модуль інтегральної схеми за будь-яким із пп 1-6, який відрізняється тим, що напівпровідниковий кристал (7) вклеєний у модуль інтегральної схеми (1) за допомогою електроізолювального клею 8 Модуль інтегральної схеми за будь-яким із пп 17, який відрізняється тим, що контактний шар (2) має від шести до восьми контактних елементів (4) 9 Модуль інтегральної схеми за будь-яким із пп 1-8, який відрізняється тим, що тонка ізолююча плівка (10) виштампована в місцях отворів для мікрозварювання (9) та/або в МІСЦІ напівпровідникового кристала (7), який підлягає закріпленню на модулі інтегральної схеми (1), а в іншому виконана по всій поверхні контактного шару (2) в основному суцільною 10 Модуль інтегральної схеми за будь-яким із пп 1-9, який відрізняється тим, що тонка ізолююча плівка (10) одночасно слугує як адгезійний або клейкий шар 11 Модуль інтегральної схеми за п 10, який відрізняється тим, що тонка ізолююча плівка (10) виконана з адгезійного або клейкого матеріалу, адгезійні або, ВІДПОВІДНО, клейові характеристики О (О о о 1^ ю З 57006 якого залежать від ступеня прикладеного механічного тиску Винахід стосується модуля інтегральної схеми згідно з обмежувальною частиною пункту 1 формули винаходу, причому модуль інтегральної схеми повинен умонтовуватися в карту для одержання карти з умонтованою інтегральною схемою, Можливості застосування карт з умонтованою інтегральною схемою, виконаних, як правило, у форматі кредитних карт, унаслідок високої функціональної гнучкості стали надзвичайно різними і зі збільшенням обчислювальної потужності і ємності пам'яті, які є у розпорядженні інтегральних схем І ще більше збільшуються Поряд із типовими в даний час областями застосування таких карт з умонтованою інтегральною схемою у вигляді карт страхування на випадок хвороби, карт реєстрації змінного графіка роботи, телефонних карт, у майбутньому підуть застосування, зокрема в електронній системі розрахунків, при контролі доступу до ЕОМ, при захищених банках даних і тому подібному Сьогодні існують різні можливості виготовлення карт з умонтованою інтегральною схемою У більшості випадків власне напівпровідниковий кристал (чіп) монтують спочатку на модуль карти, який містить також у більшості випадків золочені контакти карти Звичайно модулі карти з умонтованою інтегральною схемою виготовляють на безкінечній стрічці або, ВІДПОВІДНО безкінечному основному носи, потім окремі модулі карти з умонтованою інтегральною схемою виштамповують і вводять у карти з умонтованою інтегральною схемою При такому методі не відбувається прямого кріплення інтегральної схеми в карті, що має перевагу, що в основному допомогає уникнути згинальних впливів на інтегральну схему, які можуть виникнути при механічному навантаженні на карту з умонтованою інтегральною схемою При виготовленні модулів для карт з умонтованою інтегральною схемою в даний час використовують частіше усього так називаний метод приєднання дротових проводів, який лежить також в основі виготовлення модуля згідно з винаходом, і який став відомий, наприклад із FR 2 684 236 АІ, DE 42 32 625 АІ, GB 2 149 209А та DE 38 09 005 АІ При цьому виводи кристала несучого власне електронну схему напівпровідникового кристала (чіпа) з'єднані тонкими гнучкими дротовими виводами з окремими контактними елементами контактного шару Для захисту від впливів навколишнього середовища напівпровідниковий кристал і гнучкі дротові виводи покривають заливальною масою Перевага цього способу виготовлення лежить утому, що він у значній мірі притримується звичайного в напівпровідниковій промисловості способу для упаковування кристалів у стандартні корпуса, і за рахунок цього є більш економічними Недолік цього способу полягає в основному в тому, що як конструктивна висота, так і довжина і ширина модуля утворюються значно більшими, ніж, наприклад у випадку так називаного способу АСНЛ (автоматизованого складання 1 С на гнучкому стрічковому носії), при якому контактні площинки напівпровідникового кристала оснащені нанесеними гальванічним шляхом металевими стовпчиковими виводами, які слугують для безпосереднього кріплення електропровідних контактних площинок за рахунок паяного з'єднання, і таким чином покриття гнучких дротових виводів не потрібно Для умонтовування модуля інтегральної схеми в карту в даний час в основному зарекомендували себе три різних способи, спосіб ламінування, вставлення у вифрезеровані порожнини, а також монтажу у виготовлені литвом під тиском готові карти В усіх способах умонтовування у виробника карт існує проблема необхідності вставляти в карти модулі інтегральних схем із різними конструктивними розмірами, які результуються з різних площ застосованого напівпровідникового кристала Різноманіття модулів , які результуються, унаслідок різних площ кристала звичайно між 1мм2 і до 20мм2 призводить також у виробника модулів до підвищених матеріальних витрат внаслідок зменшеної КІЛЬКОСТІ на варіант модуля і до підвищення витрат на організацію виробництва У виробника карт унаслідок різних типів модулів утворюються різні розміри порожнин у карті для умонтовування модуля і внаслідок цього підвищені інструментальні або, ВІДПОВІДНО, технологічні витрати З ЕР А 0 676 716 відомий модуль інтегральної схеми згідно з обмежувальною частиною пункту 1 формули винаходу, при якому між ЗОВНІШНІМ покривним шаром карти з умонтованою інтегральною схемою і контактними елементами передбачена ізолююча плівка з отворами для мікрозварювання, КІЛЬКІСТЬ ЯКИХ відповідає КІЛЬКОС ТІ контактних елементів 3 таким компонуванням проте не є можливим, монтувати напівпровідникові кристали (чіпи) різного розміру без конструктивної зміни модуля інтегральної схеми В основі винаходу лежить задача надати в розпорядження універсально застосовний модуль інтегральної схеми для умонтовування в будь-який пристрій із напівпровідниковими кристалами, зокрема в карти з умонтованими інтегральними схемами, який незалежно від розміру застосованого напівпровідникового кристала має єдиний конструктивний розмір, причому модуль інтегральної схеми може виготовлятися з незначно більш високими додатковими витратами Ця задача вирішується за рахунок модуля інтегральної схеми згідно з пунктом 1 формули винаходу Згідно З винаходом передбачено, що гнучкі дротові виводи мають максимальну монтажну довжину, і між електропровідним контактним шаром і напівпровідниковим кристалом передбачена тонка ізолююча плівка із електрично ізолюючого матеріалу, яка оснащена множиною отворів для мікрозварювання, КІЛЬКІСТЬ яких перевищує КІЛЬКІСТЬ виводів кристала, у якій отвори для мікрозварювання щодо їх розташування, форми, КІЛЬКОСТІ, а 57006 також під єднання до певного контактного елеменсклоепоксидного матеріалу, і має товщину порядку та контактного шару виконані так, що при будь125 мкм Крім того, зокрема при напівпровідникоякому положенні і, зокрема, будь-якої основної вих кристалах великої площі і які схильні до розплощі закріпленого напівпровідникового кристала ламу, на ізолюючу плівку може бути додатково контактування виводів кристала за допомогою нанесена рамка для надання жорсткості, яка отогнучких дротових виводів із ВІДПОВІДНИМ контактчує кристал ним елементом контактного шару може здійснюваУ порівнянні з застосованими товщинами шару тися з урахуванням чинних правил монтажу гнучметалевого контактного шару і носія з електрично ких дротових виводів Винахід дозволяє мати ізолюючого матеріалу тонка ізолююча плівка, яка універсально використовуваний модуль із єдиними розташована між електропровідним шаром і напівстандартними ЗОВНІШНІМИ розмірами, які є незалепровідниковим шаром, може мати значно менші жними від розміру застосованого напівпровідникотовщини, наприклад явно менші порядку ЗОмкм, вого кристала За рахунок цього можуть бути запоки ще забезпечується достатня ізолююча дія ощаджені виробничі витрати, як на виготовлення ізолюючої плівки модуля інтегральної схеми, так і на умонтовування У подальшій кращій формі виконання винахомодуля в карту з умонтованою інтегральною схеду з'єднання напівпровідникового кристала з момою і знижені витрати на організацію виробництва дулем інтегральної схеми відбувається при виков обох областях ристанні електрично ізолюючого клею, за рахунок чого можна запобігати, що через шар клею виниНаслідуючи принципу винаходу можна, зокрекає електричне коротке замикання через контакти ма, передбачити, що тонка ізолююча плівка в міспристрою зчитування За рахунок застосування не цях отворів для мікрозварювання та/або в МІСЦІ заповненого Ад ізолюючого клею з коефіцієнтом напівпровідникового кристала, який підлягає закрітеплопровідності А порядку 5Вт/(мК) у з'єднанні із пленню на модулі інтегральної схеми, є виштамтеплоізоляційною тонкою ізолюючою плівкою або, пованою, а в іншому по всій поверхні контактного ВІДПОВІДНО, ізолюючим шаром, також без передбашару виконана приблизно безупинно закритою чення острівця кристала може забезпечуватися (суцільною) Модуль інтегральної схеми згідно з поліпшена характеристика розшарування щодо винаходом може застосовуватися у випадку усіх так називаного способу гарячого приклеювання використовуваних ВІДПОВІДНО ДО стандарту міжнародної організації по стандартизації ІСО контактТонкій ІЗОЛЮЮЧІЙ ПЛІВЦІ властиві в першу чергу них шарів, причому в даний час звичайним є КІЛЬдія електрично ізолюючого шару між напівпровідКІСТЬ ВІД шести до восьми контактних елементів никовим кристалом і контактним шаром Крім того в подальшій кращій формі виконання винаходу Найкраща форма виконання винаходу передтонкій ІЗОЛЮЮЧІЙ ПЛІВЦІ властива функція, яка забачає, що передбачена між електропровідним безпечує з'єднання між напівпровідниковим крисконтактним шаром і напівпровідниковим кристалом талом і контактним шаром При цьому тонка ізотонка ізолююча плівка містить щонайменше два лююча плівка повинна, по-перше, забезпечувати отвори для мікрозварювання розраховуючи на по можливості на всій площі гарну адгезію до мепривласнений контактний елемент При необхідталевого контактного шару і, по-друге, на протиності в залежності від певного, як правило, станлежній йому стороні гарну адгезію до напівпровіддартом ІСО розташування і геометрії контактного никового кристала або, ВІДПОВІДНО, ДО епоксидної поля з контактними елементами і у залежності від смуги Далі клейове або, ВІДПОВІДНО, адгезійне дійсно застосованих типів кристалів з урахуванням під'єднання до напівпровідникового кристала або, чинних інструкцій із монтажу відносно гнучких дроВІДПОВІДНО, до металевого шару повинне виготовтових виводів, які пропонують, зокрема максималятися за допомогою тонкої ізолюючої плівки швильну довжину гнучких дротових виводів, точна дко і просто і мати достатню довгострокову стабігеометрія, розташування і КІЛЬКІСТЬ отворів для льність У кращій формі виконання ізолюючої мікрозварювання для кожного контактного елемеплівки їй надається дія чутливого до тиску клейконта контактної площі може виконуватися пого шару так, що створений під час ламінування різному При цьому далі варто враховувати, щоб контактного шару та епоксидної смуги тиск валків при застосуванні клею для кріплення напівпровідстворює перпендикулярне до напрямку дії сили никового кристала в модуль карти необхідно унизрізальне зусилля у чутливому до тиску клейкому кати небажаного виходу клею крізь отвори для шарі або, ВІДПОВІДНО, в ІЗОЛЮЮЧІЙ ПЛІВЦІ Клейкий мікрозварювання на зворотну сторону привласнешар у цьому напрямку переважно за рахунок відного виводу кристала контактного елемента, що повідної орієнтації молекулярних ланцюгів усереможе досягатися за рахунок підхожого виконання і дині шару клею стає мікропластичним Це є достарозташування отворів для мікрозварювання того ж тнім, щоб створити мікродеформацію і тим самим самого контактного елемента за рахунок того, що узгодження поверхні клейкого шару до ВІДПОВІДНОкрайові крайки отвору для мікрозварювання за ГО партнера по з'єднанню і тим самим забезпечити рахунок адгезійної дії діють для клею відомим чидостатню адгезію У якості матеріалів для такої ном як стоп для плину так, що не потрібно окремо ізолюючої плівки, яка підходить у якості чутливого передбачати "стоп витікання" для запобігання недо тиску клейкого шару, є придатними, наприклад бажаного виходу клею акрилати, природні речовини (наприклад каучуки), У кращій формі розробки винаходу може бути силікони, співполімери стиролу (наприклад бутадіпередбачено з'єднання, зокрема в крайовій обласєни), ізопрени тощо При цьому ізолююча плівка, ті контактний шар і носій з електрично ізолюючого яка діє як чутлива до тиску клейкого шару, ізолюматеріалу, який оточує напівпровідниковий крисюча плівка може бути виконана як одношарова, тал Носій може бути виготовлений, зокрема із 57006 8 так і багатошарова При багатошаровій конструкції середній шар може брати на себе несучу функцію для окремих клейких шарів Для середнього шару для реалізації несучої функції є придатними, зокрема термопластичні плівки Використання тонкої ізолюючої плівки також у якості клейкого шару для напівпровідникового кристала робить зайвим нанесення додаткового клею для кристала У випадку таких додаткових клеїв для кристала, які, як правило, мають рідку або в'язкоплинну консистенцію, існує в принципі недолік, що при непідходящому дозуванні або при нерівномірностях процесу в результаті можуть утворюватися виробничі відмови У випадку занадто високого дозування клею, який наноситься, для кристала існує, наприклад небезпека заклеювання деяких необхідних для контактування отворів для мікрозварювання, у результаті чого вони стають негожими, у той час як при занадто малому дозуванні клею на тонкій ІЗОЛЮЮЧІЙ ПЛІВЦІ відбувається недостатня фіксація кристала на перфорованій основі Крім того при нанесенні рідкого клею для кристала існує небезпека зміни форми і положення необхідних отворів для мікрозварювання, що знову-таки може призводити до виробничих відмов або потребує підвищеного контролю процесу щодо розташування, форми, КІЛЬКОСТІ, а також під'єднання до певного контактного елемента 4 контактного шару 2 виконані так, що при будьякому положенні і основній площі напівпровідникового кристала 7, який підлягає кріпленню, може здійснюватися контактування виводів кристала за допомогою гнучких дротових виводів 6 з урахуванням існуючої інструкції з монтажу, тобто максимальної довжини гнучких дротових виводів, що задається, із ВІДПОВІДНИМ контактним елементом 4 контактного шару 2 Подальші ознаки, переваги і ДОЦІЛЬНОСТІ винаходу випливають із наступного опису прикладів виконання за допомогою креслень Причому Фігури вказують Фігура 1 схематичний вигляд модуля інтегральної схеми згідно з винаходом з трьома компонентами контактного шару з контактними елементами, ТОНКОЮ ІЗОЛЮЮЧОЮ ПЛІВКОЮ І НОСІЄМ З електрично ізолюючого матеріалу, Фігура 2 схематичний вигляд зверху модуля інтегральної схеми ВІДПОВІДНО ДО прикладу виконання винаходу з напівпровідниковим кристалом малої площі, та Фігура 3 схематичний вигляд зверху модуля інтегральної схеми ВІДПОВІДНО ДО прикладу виконання винаходу з напівпровідниковим кристалом великої площі Наведений на Фігурах 1-3 модуль інтегральної схеми 1 містить, як правило, нормовані у ВІДПОВІДНОСТІ ЗІ стандартом ІСО розміри і товщину порядку від ЗОмкм до порядку 70мкм металевий контактний прошарок 2 із контактними елементами 4, оснащеними на передній стороні контактними площинками 3, і підлягаючий закріпленню в модулі інтегральної схеми напівпровідниковий кристал 7, який на своїй головній поверхні 5 має не наведені для наочності більш докладно виводи кристалів або ВІДПОВІДНО стовпчикові контактні площинки, які електрично з'єднані за допомогою гнучких дротових виводів 6 із зворотною стороною 8 присвоєного відповідному виводу кристала контактного елемента 4 Згідно З винаходом передбачено, що між електропровідним контактним шаром 2 і напівпровідниковим кристалом 7 передбачена тонка ізолююча плівка 10 з електрично ізолюючого матеріалу, яка оснащена множиною отворів для мікрозварювання 9 Отвори для мікрозварювання Згідно З фігурою 1 може бути передбачений, зокрема з'єднаний на крайовій області контактного шару 2 носій 11 із склоепоксидного матеріалу, який охоплює напівпровідниковий кристал 7, що також слугує у якості опорної рамки модуля інтегральної схеми, і оснащений клейкими поверхнями, монтується у, наприклад вифрезовану порожнину майбутньої карти з інтегральною схемою Як наведено на Фігурах, тонка ізолююча плівка 10 є виштампованою в місцях отворів для мікрозварювання 9, а в іншому виконана приблизно безупинно закритою по всій поверхні контактного шару 2 У ІНШІЙ формі виконання, яка не наведена на Фігурах більш докладно, тонка ізолююча плівка 10 крім того в МІСЦІ, яке підлягає кріпленню напівпровідникового кристала 7 може бути оснащена вирізом, що відповідає основній площі напівпровідникового кристала 7 У цьому випадку напівпровідниковий кристал може встановлюватися в передбачений виріз ізолюючої плівки і закріплюватися безпосередньо на зворотній стороні 8 контактного шару 2, наприклад за рахунок мікрозварювання кристала Фігури 2 і 3 вказують у схематичному зображенні подробиці особливо кращого прикладу виконання винаходу, при якому модуль інтегральної схеми 1 має контактний шар 2 із КІЛЬКІСТЮ З ВОСЬМИ контактних елементів 4а до 4п, причому згідно з фігурою 2 змонтований напівпровідниковий кристал 7а відносно малої площі і згідно з фігурою З змонтований напівпровідниковий кристал 7Ь відносно великої площі Як наведено, отвори для мікрозварювання 9 тонкої ізолюючої плівки 10 виконані так, що у випадку контактних елементів 4а до 4d передбачена КІЛЬКІСТЬ ІЗ трьох отворів для мікрозварювання 9а, 9Ь, 9с із круглою формою поперечного перетину, послідовне розташування центрів яких в основному відповідає формі ВІДПОВІДНОГО контактного елемента, а у випадку контактних елементів 4е до 4п передбачена КІЛЬКІСТЬ ІЗ двох отворів для мікрозварювання 9d, 9e з поздовжньою формою поперечного перетину, причому розміри отвору для мікрозварювання в поздовжньому напрямку збільшуються із зростанням відстані від середини контактного шару Таким чином контактування виводів кристала за допомогою гнучких дротових виводів 6 із ВІДПОВІДНИМ контактним елементом може здійснюватися за допомогою зручно лежачого отвору для мікрозварювання незалежно від основної площі напівпровідникового кристала 57006 10 ФІГ. З Комп'ютерна верстка О Кураєв Підписано до друку 05 07 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